一种利用水泥生产线资源条件制备活性炭工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种利用水泥生产线资源条件制备活性炭工艺，包括以下步骤：利用水泥生产中制氧设备，制作过程中分离出的氮气存储起来，氮气存储罐与炭化炉相连；从水泥窑烟气中捕集的二氧化碳存储收集起来，二氧化碳存储罐与活化炉相连；将含碳类材料和氮气输入炭化炉中加热炭化处理，将非碳元素进行去除，制备出形成初始孔结构的炭化材料；将制备的炭化材料和二氧化碳输入活化炉中加热处理，炭化后材料在高温下，利用二氧化碳作为氧化性气体，使存在于石墨微晶中的碳原子发生部分氧化反应，与此同时将一些易挥发组分从石墨微晶中去除，在炭材料内部形成丰富的孔结构，制得活性炭产品。其能利用水泥窑资源条件制备活性炭产品。

Preparation of activated carbon from cement production line

【技术实现步骤摘要】
一种利用水泥生产线资源条件制备活性炭工艺
本专利技术涉及水泥
，尤其是涉及一种利用水泥生产线资源条件制备活性炭工艺。
技术介绍
活性炭是一种多功能吸附剂，具有很好的吸附性能，可以通过物理方法或化学方法对含碳类原料(生物质类、矿物质类及塑料类等)进行一系列工序加工制造而成。活性炭的制备过程主要经过碳化和活化两个重要环节。炭化过程主要目的是将非碳元素进行去除，使炭化材料得到必要的强度并形成初始的孔结构。一般使用N2或稀有惰性气体作为炭化保护气。活化过程是将炭化材料的孔结构在同一方向上发展，进而形成更加丰富的孔结构。活化工艺基本分为物理活化法和化学活化法，物理活化法也称为气体活化法，是将炭化后的材料在高温下利用CO2等氧化性气体，使存在于石墨微晶中的碳原子发生部分氧化反应，与此同时将一些易挥发组分从石墨微晶中去除，在炭材料内部形成丰富的孔结构。水泥生产过程中，水泥窑烟气中含有大量的CO2，可收集制备CO2利用；并且水泥窑富氧燃烧制氧会附加制得N2气，综合水泥工艺技术如将烟气中CO2和制氧产生的氮气排放掉，将资源浪费。在活性炭制备工业生产中会需要大量的CO2作为活化剂和N2作为保护气，如能将水泥生产线资源条件用于活性炭制备，将能降低成本。
技术实现思路
针对现有技术不足，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种利用水泥生产线资源条件制备活性炭工艺，其能利用水泥窑资源条件制备活性炭产品，降低成本。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：该利用水泥生产线资源条件制备活性炭工艺，包括以下步骤：1)利用水泥生产中制氧设备，制作过程中分离出的氮气存储起来，氮气存储罐与炭化炉相连；2)从水泥窑烟气中捕集的二氧化碳存储收集起来，二氧化碳存储罐与活化炉相连；3)将含碳类材料和氮气输入炭化炉中加热炭化处理，将非碳元素进行去除，制备出形成初始孔结构的炭化材料；4)将制备的炭化材料和二氧化碳输入活化炉中加热处理，炭化后材料在高温下，利用二氧化碳作为氧化性气体，使存在于石墨微晶中的碳原子发生部分氧化反应，与此同时将一些易挥发组分从石墨微晶中去除，在炭材料内部形成丰富的孔结构，制得活性炭产品。其中，所述步骤3)前需要对含碳类材料预处理：对含碳类材料进行破碎、烘干处理，以去除水分及易挥发不可燃组分，干燥后的含碳类材料再进行除铁处理。所述步骤1)中，水泥生产中制氧设备制备出的氧气用于水泥窑富氧燃烧使用。所述炭化炉和活化炉的后端均设有引风机，通过引风机将对于气体引入炉体内。所述步骤4)制得活性炭产品通过酸碱调节器调整酸碱度，再经过烘干干燥处理，最终制得满足产品要求的活性炭产品。所述制备活性炭产品使用后形成废弃活性炭回至水泥窑炉用于替代燃料使用。所述二氧化碳输入活化炉中通过气体流量计控制二氧化碳的输送量。所述氮气存储罐和二氧化碳存储罐上均设有压力表。所述引风机的出口对应连有气体净化处理器，引风机排出的气体通过净化处理最终排入大气。所述引风机排出的可燃烧气体输送至水泥生产线分解炉中，进入分解炉进行燃烧处理。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：该利用水泥生产线资源条件制备活性炭工艺设计合理，其能利用水泥窑资源条件制备活性炭产品，有效处置含碳类生物质、污泥、废纸等废弃物，降低成本，并具有很好的环保价值。附图说明下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：图1为本专利技术制备活性炭工艺示意图。图2为本专利技术含碳类材料预处理示意图。图3为本专利技术炭化及活化制备活性炭示意图。具体实施方式下面对照附图，通过对实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。如图1至图3所示，该利用水泥生产线资源条件制备活性炭工艺充分利用水泥厂的资源技术条件，利用融合富氧燃烧制氧分离氮气和水泥窑烟气中收集二氧化碳以含碳类生物质、污泥、废纸等废弃物为原料，制备高吸附性能活性炭制品。利用水泥生产线资源条件制备活性炭工艺中含碳类材料在N2气体环境保护、一定温度下，将非碳元素进行去除，使炭化材料得到必要的强度并形成初始的孔结构，完成炭化工艺；炭化后材料在高温下，利用CO2作为氧化性气体，使存在于石墨微晶中的碳原子发生部分氧化反应，与此同时将一些易挥发组分从石墨微晶中去除，在炭材料内部形成丰富的孔结构，制得活性炭产品；该工艺制备技术具有循环性和经济性。由于活性炭产品含碳量高达90％以上，起热值一般在7000kcal/kg以上。活性炭作为吸附剂材料可以在水泥工业除臭、净水等环保治理中应用，当重复使用多次活性炭吸附性能减弱后，废弃的活性炭也可作为窑炉替代燃料使用。利用水泥生产线资源条件制备活性炭工艺包括以下步骤：利用水泥生产中制氧设备，制作过程中分离出的氮气存储起来，氮气存储罐与炭化炉相连；从水泥窑烟气中捕集的二氧化碳存储收集起来，二氧化碳存储罐与活化炉相连；对含碳类材料预处理：对含碳类材料进行破碎、烘干处理，以去除水分及易挥发不可燃组分，干燥后的含碳类材料再进行除铁处理；将处理后的干燥的含碳类材料和氮气输入炭化炉中加热炭化处理，将非碳元素进行去除，制备出形成初始孔结构的炭化材料；将制备的炭化材料和二氧化碳输入活化炉中加热处理，炭化后材料在高温下，利用二氧化碳作为氧化性气体，使存在于石墨微晶中的碳原子发生部分氧化反应，与此同时将一些易挥发组分从石墨微晶中去除，在炭材料内部形成丰富的孔结构，制得活性炭产品。其中，氮气存储罐和二氧化碳存储罐上均设有压力表；二氧化碳输入活化炉中通过气体流量计控制二氧化碳的输送量。水泥生产中制氧设备制备出的氧气用于水泥窑富氧燃烧使用；炭化炉和活化炉的后端均设有引风机，通过引风机将对于气体引入炉体内。引风机的出口对应连有气体净化处理器，引风机排出的气体通过净化处理最终排入大气；引风机排出的可燃烧气体输送至水泥生产线分解炉中，进入分解炉进行燃烧处理。制得活性炭产品通过酸碱调节器调整酸碱度，再经过烘干干燥处理，最终制得满足产品要求的活性炭产品。制备活性炭产品使用后形成废弃活性炭回至水泥窑炉用于替代燃料使用，降低成本，并且环保。本专利技术中制备活性炭工艺设计合理，其能利用水泥窑资源条件制备活性炭产品，有效处置含碳类生物质、污泥、废纸等废弃物，降低成本，并具有很好的环保价值。优选具体工艺路线为：1)含碳类材料预处理：由于含碳类材料大小、水分及含碳量不同，首先含碳类材料经过破碎、烘干处理，以去除水分及易挥发不可燃组分，干燥后的含碳类材料通过除铁装置进行金属剔除，最终干燥、分选预处理后的含碳类材料通过输送设备储存在密闭容器内。2)制氧设备N2气体输送工艺：水泥生产线制氧设备在制得O2时，N2作为一种附加产品分离存入N2气体储存装置中，储存装置配有气体压力表，确保密闭性。N2储存装置与炭化炉入口端通过气体管道连接，N2输送气体管道配有气体流量计，可根据炭化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用水泥生产线资源条件制备活性炭工艺，其特征在于：所述制备活性炭工艺包括以下步骤：/n1)利用水泥生产中制氧设备，制作过程中分离出的氮气存储起来，氮气存储罐与炭化炉相连；/n2)从水泥窑烟气中捕集的二氧化碳存储收集起来，二氧化碳存储罐与活化炉相连；/n3)将含碳类材料和氮气输入炭化炉中加热炭化处理，将非碳元素进行去除，制备出形成初始孔结构的炭化材料；/n4)将制备的炭化材料和二氧化碳输入活化炉中加热处理，炭化后材料在高温下，利用二氧化碳作为氧化性气体，使存在于石墨微晶中的碳原子发生部分氧化反应，与此同时将一些易挥发组分从石墨微晶中去除，在炭材料内部形成丰富的孔结构，制得活性炭产品。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用水泥生产线资源条件制备活性炭工艺，其特征在于：所述制备活性炭工艺包括以下步骤：
1)利用水泥生产中制氧设备，制作过程中分离出的氮气存储起来，氮气存储罐与炭化炉相连；
2)从水泥窑烟气中捕集的二氧化碳存储收集起来，二氧化碳存储罐与活化炉相连；
3)将含碳类材料和氮气输入炭化炉中加热炭化处理，将非碳元素进行去除，制备出形成初始孔结构的炭化材料；
4)将制备的炭化材料和二氧化碳输入活化炉中加热处理，炭化后材料在高温下，利用二氧化碳作为氧化性气体，使存在于石墨微晶中的碳原子发生部分氧化反应，与此同时将一些易挥发组分从石墨微晶中去除，在炭材料内部形成丰富的孔结构，制得活性炭产品。


2.如权利要求1所述利用水泥生产线资源条件制备活性炭工艺，其特征在于：所述步骤3)前需要对含碳类材料预处理：对含碳类材料进行破碎、烘干处理，以去除水分及易挥发不可燃组分，干燥后的含碳类材料再进行除铁处理。


3.如权利要求1所述利用水泥生产线资源条件制备活性炭工艺，其特征在于：所述步骤1)中，水泥生产中制氧设备制备出的氧气用于水泥窑富氧燃烧使用。


4.如权利要求1所述利用水泥生产线资源条件制备活性炭工艺，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宗见，轩红钟，王斌，李志强，张提提，
申请(专利权)人：安徽海螺建材设计研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34