制备磁性生物炭复合材料的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了制备磁性生物炭复合材料的系统，包括：热解活化装置、破碎装置、负载装置和后处理单元。其中，热解活化装置内具有辐射管，热解活化装置具有生物质原料入口、水蒸气入口、高温油气出口和活性生物炭出口；破碎装置具有活性生物炭入口和活性生物炭粉末出口，活性生物炭入口与活性生物炭出口相连；负载装置具有活性生物炭粉末入口、混合铁盐溶液入口，碱液入口和产物出口，活性生物炭粉末入口与活性生物炭粉末出口相连；后处理单元包括相连的过滤装置、清洗装置和烘干装置，过滤装置与负载装置的产物出口相连，烘干装置具有磁性生物炭复合材料出口。采用该系统制备的磁性生物炭复合材料具有较好的稳定性、磁性和较强的吸附能力。

System for preparing magnetic Biocharcoal Composites

The utility model discloses a system for preparing magnetic biochar composite materials, which comprises a pyrolysis activation device, a crushing device, a loading device and a post-treatment unit. Among them, the pyrolysis activation device has a radiation tube, the pyrolysis activation device has a biomass raw material inlet, steam inlet, high temperature oil and gas outlet and activated biochar outlet; the crushing device has an active biochar inlet and an active biochar powder outlet; the active biochar inlet is connected with the active biochar outlet; the loading device. It has the inlet of activated biochar powder, the inlet of mixed ferric salt solution, the inlet of alkali solution and the outlet of product, and the inlet of activated biochar powder is connected with the outlet of activated biochar powder. It has magnetic Biocharcoal composite material for export. The magnetic biochar composites prepared by this system have good stability, magnetism and strong adsorption capacity.

【技术实现步骤摘要】
制备磁性生物炭复合材料的系统
本技术属于化工领域，具体而言，本技术涉及制备磁性生物炭复合材料的系统。
技术介绍
生物炭是生物质在缺氧或绝氧环境中，经高温热裂解后生成的固态产物，因具有多孔结构、比表面积高、孔容大、耐酸碱腐蚀、官能团丰富等固有特性，被广泛应用于固碳减排、水源净化、重金属吸附和土壤改良等领域。然而，由于生物炭颗粒直径小，处理污水后难以回收，生物炭处理污水主要依靠自身的吸附性能，若使用后的生物炭不能被及时取出，吸附在生物炭微孔内部的污染物有可能会解析出来重新进入水体造成二次污染，因此限制了生物炭在废水处理中的实际应用。目前主要依靠过滤的手段分离水体中的生物炭，但此法容易引起滤网的堵塞或生物炭的流失。因此，用于污水处理的生物炭有待进一步研究。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出制备磁性生物炭复合材料的系统。本技术提出的制备磁性生物炭复合材料的系统不仅生产效率高且能耗低、适用于各种生物质原料，而且采用该系统制备得到的磁性生物炭复合材料具有较好的稳定性、磁性和较强的吸附能力，且易于与水体分离，在污水处理方面具有较好的应用前景。本技术是基于以下问题提出的：为了解决生物炭难以从溶液中分离的问题，有在生物炭中引入磁性介质来实现固液分离的方法，然而，专利技术人发现，现有技术中将生物炭与磁性介质进行结合普遍存在磁性生物炭的生产效率低、生物炭与磁性介质的结合性较差、磁性介质在生物炭上的分布不均匀、生产成本较高等问题。为此，根据本技术的一个方面，本技术提出了一种制备磁性生物炭复合材料的系统，包括：热解活化装置，所述热解活化装置内具有辐射管，所述热解活化装置具有生物质原料入口、水蒸气入口、高温油气出口和活性生物炭出口，所述热解活化装置适于先对所述生物质原料进行热解处理，再进行活化处理；破碎装置，所述破碎装置具有活性生物炭入口和活性生物炭粉末出口，所述活性生物炭入口与所述活性生物炭出口相连，所述破碎装置适于对活性生物炭进行破碎处理，以便得到活性生物炭粉末；负载装置，所述负载装置具有活性生物炭粉末入口、混合铁盐溶液入口，碱液入口和产物出口，所述活性生物炭粉末入口与所述活性生物炭粉末出口相连，所述负载装置适于利用含有三价铁盐和二价铁盐的混合溶液对所述活性生物炭粉末进行浸渍，并在加入碱液后发生沉淀反应生成四氧化三铁并负载在所述活性生物炭粉末中；后处理单元，所述后处理单元包括相连的过滤装置、清洗装置和烘干装置，所述过滤装置与所述负载装置的产物出口相连，所述烘干装置具有磁性生物炭复合材料出口。根据本技术上述实施例的制备磁性生物炭复合材料的系统，可以首先在热解活化装置内依次进行生物质原料的热解处理和热解产生的生物炭的活化处理，并利用破碎装置对活性生物炭进行破碎，然后在负载装置中将得到的活性生物炭粉末与含有三价铁盐和二价铁盐的混合溶液充分混合后加入碱液进行反应，并利用后处理单元对反应产物进行过滤、清洗和烘干，最终得到磁性生物炭复合材料。由此，通过采用本技术上述实施例的制备磁性生物炭复合材料的系统，不仅可以有效制备得到具有较好稳定性和较强吸附能力的磁性生物炭复合材料，并回收生物质原料中的高温油气，还能显著提高磁性生物炭复合材料的生产效率、简化设备并降低生产成本，且将制备得到的磁性生物炭复合材料用于污水处理时，不仅可以显著提高对污染物的吸附效率，还能使吸附污染物后的磁性生物炭复合材料在外部磁场下被吸出，进而解决生物炭难于与水体分离的问题。另外，根据本技术上述实施例的制备磁性生物炭复合材料的系统还可以具有如下附加的技术特征：在本技术中，制备磁性生物炭复合材料的系统进一步包括：冷凝分离装置，所述冷凝分离装置具有高温油气入口、生物油出口、生物醋液出口和生物燃气出口，所述高温油气入口和所述高温油气出口相连，所述生物燃气出口分别与所述辐射管和水蒸气供给装置相连，以便将生物燃气作为热源用于所述热解处理和所述水蒸气的制备。由此，不仅可以进一步提高生物质原料的综合利用率，还能进一步降低生产成本。在本技术中，所述热解活化装置为热解炉或旋转床。在本技术中，所述热解活化装置为旋转床。在本技术中，所述负载装置为常压反应罐。附图说明图1是根据本技术一个实施例的制备磁性生物炭复合材料的系统的结构示意图。图2是根据本技术又一个实施例的制备磁性生物炭复合材料的系统的结构示意图。图3是根据本技术一个实施例的制备磁性生物炭复合材料的方法的流程图。图4是根据本技术又一个实施例的制备磁性生物炭复合材料的方法的流程图。图5是根据本技术再一个实施例的制备磁性生物炭复合材料的方法的流程图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。根据本技术的一个方面，本技术提出了一种制备磁性生物炭复合材料的系统，如图1所示，包括：热解活化装置100、破碎装置200、负载装置300和后处理单元400。根据本技术上述实施例的制备磁性生物炭复合材料的系统，可以首先在热解活化装置100内依次进行生物质原料的热解处理和热解产生的生物炭的活化处理，并利用破碎装置200对活性生物炭进行破碎，然后在负载装置300中将得到的活性生物炭粉末与含有三价铁盐和二价铁盐的混合溶液充分混合后加入碱液进行反应，并利用后处理单元400对反应产物进行过滤、清洗和烘干，最终得到磁性生物炭复合材料。由此，通过采用本技术上述实施例的制备磁性生物炭复合材料的系统，不仅可以有效制备得到具有较好稳定性和较强吸附能力的磁性生物炭复合材料，并回收生物质原料中的高温油气，还能显著提高磁性生物炭复合材料的生产效率、简化设备并降低生产成本，且将制备得到的磁性生物炭复合材料用于污水处理时，不仅可以显著提高对污染物的吸附效率，还能使吸附污染物后的磁性生物炭复合材料在外部磁场下被吸出，进而解决生物炭难于与水体分离的问题。下面参考图1-2对本技术上述实施例的制备磁性生物炭复合材料的系统进行详细描述。热解活化装置100根据本技术的实施例，热解活化装置100内具有辐射管110，热解活化装置100具有生物质原料入口120、水蒸气入口130、高温油气出口140和活性生物炭出口150，热解活化装置100适于先对生物质原料进行热解处理，再进行活化处理。根据本技术的具体实施例，生物质原料可以为植物废弃物、动物尸体、垃圾、污泥、轮胎等各类生物质。由此，可以进一步提高本技术制备磁性生物炭复合材料的系统的适用性。根据本技术的具体实施例，对生物质原料进行热解处理前，可以预先对生物质原料进行干燥处理，使生物质原料的含水率不高于10重量％。由此，可以进一步提高对生物质原料进行热解处理的效率，并显著降低热解处理所需的能耗。根据本技术的具体实施例，对生物质原料进行热解处理的温度可以为450-850摄氏度，热解处理的时间可以为1-3小时。由此，可以使生物质原料充分热解，并得到高温油气和生物炭。根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备磁性生物炭复合材料的系统，其特征在于，包括：热解活化装置，所述热解活化装置内具有辐射管，所述热解活化装置具有生物质原料入口、水蒸气入口、高温油气出口和活性生物炭出口；破碎装置，所述破碎装置具有活性生物炭入口和活性生物炭粉末出口，所述活性生物炭入口与所述活性生物炭出口相连；负载装置，所述负载装置具有活性生物炭粉末入口、混合铁盐溶液入口，碱液入口和产物出口，所述活性生物炭粉末入口与所述活性生物炭粉末出口相连；后处理单元，所述后处理单元包括相连的过滤装置、清洗装置和烘干装置，所述过滤装置与所述负载装置的产物出口相连，所述烘干装置具有磁性生物炭复合材料出口。

【技术特征摘要】
1.一种制备磁性生物炭复合材料的系统，其特征在于，包括：热解活化装置，所述热解活化装置内具有辐射管，所述热解活化装置具有生物质原料入口、水蒸气入口、高温油气出口和活性生物炭出口；破碎装置，所述破碎装置具有活性生物炭入口和活性生物炭粉末出口，所述活性生物炭入口与所述活性生物炭出口相连；负载装置，所述负载装置具有活性生物炭粉末入口、混合铁盐溶液入口，碱液入口和产物出口，所述活性生物炭粉末入口与所述活性生物炭粉末出口相连；后处理单元，所述后处理单元包括相连的过滤装置、清洗装置和烘干装置，所述过滤装置与所述负载装置的产物出口相连，所述烘干...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛明杰，巴玉鑫，王惠惠，房凯，杨继状，刘春亚，肖磊，吴道洪，
申请(专利权)人：神雾科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11