本发明专利技术公开了一种水热脱灰‑自水活化活性炭制备装置，包括水热脱灰反应釜、热解活化一体炉，水热脱灰反应釜通过第一出料口连接固液分离器，固液分离器通过混合物出料口连接储料仓，储料仓通过第二出料口连接热解活化一体炉，热解活化一体炉末端与储炭仓连接。该装置将生物质脱灰和水蒸气炭化在热解活化一体炉中一步完成结合，产生的高温烟气不与物料接触，制备出的活性炭灰分含量少，比表面积高；生物质经过脱灰、过滤后，携带残余水分直接进入热解活化一体炉内作为蒸气进行活性炭活化，实现自水活化，节约能耗；采用外热式加热，利用热解油蒸气进入燃烧室燃烧，提供热量，节约能源，同时实现了氢氧化钠溶液和水的循环利用，降低了制备成本。
【技术实现步骤摘要】
一种水热脱灰-自水活化活性炭制备装置
本专利技术涉及一种活性炭制备装置，更具体地，涉及一种水热脱灰-自水活化活性炭制备装置。
技术介绍
活性炭吸附性能优异，性质稳定，循环再生性好，被广泛应用于生产生活以及科研等诸多领域。但传统的活性炭制备原料多为不可再生资源，高质量的活性炭价格高且量少，再生效率低，严重制约其大规模的工业应用。因此作为自然界中含量丰富的可再生资源，以生物质为原料制备生物炭的研究长期受到关注，但是，传统的生物炭制备装置及制备技术相对落后，具有能耗大和高污染的缺点，不能得到大规模的工业化应用。最开始的制备装置是回转窑，装置气密性差，炭品质较差，并且需要消耗大量热能而逐渐被淘汰。随着装置的进一步发展，出现了连续性进料装置以及固定床装置，但是装置并没有有效解决生物炭灰分高、品质差的缺点，不利于精细的研究与生产。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种能够降低活性炭灰分、提高其比表面积、制备过程清洁无污染的水热脱灰-自水活化活性炭制备装置。技术方案：本专利技术所述一种水热脱灰-自水活化活性炭制备装置，包括水热脱灰反应釜、热解活化一体炉，水热脱灰反应釜通过第一出料口连接固液分离器，固液分离器通过混合物出料口连接储料仓，储料仓通过第二出料口连接热解活化一体炉，热解活化一体炉末端与储炭仓连接。其中，固液分离器通过滤液出水口连接SiO2反应器，SiO2反应器顶部设置有第二进料口，底部设置有SiO2出料口，SiO2反应器接收固液分离器内主要成分为硅酸钠的滤液，通过第二进料口加入CO2和氧化钙，生成SiO2和氢氧化钠，通过SiO2出料口出料，SiO2反应器通过反应器出水口与水热脱灰反应釜的第一进料口连接，SiO2反应器与第一进料口之间连接有第一水泵，SiO2反应器内生成的氢氧化钠通过第一水泵进入水热脱灰反应釜中对原料进行脱灰处理，实现了NaOH的重复利用；储炭仓通过油蒸汽出气口与冷凝器连接，冷凝器一端通过油蒸汽出气口连接燃烧室，另一端通过冷凝水出水口连接水热脱灰反应釜的第一进料口，冷凝水出水口与第一进料口之间连接有第二水泵，燃烧室的出口连接热解活化一体炉上的烟气进气口，热解活化一体炉通过烟气出气口连接水热脱灰反应釜上的高温烟气进气口，热解活化一体炉中，生物质热解产生的油蒸汽由油蒸汽进气口进入冷凝器中，不冷凝油气通过油蒸汽出气口进入燃烧室，高温烟气依次经过热解活化一体炉、水热脱灰反应釜，为水热脱灰反应釜内的反应提供热量，热解活化一体炉产生的油蒸汽混合物进入冷凝器内，油蒸汽混合物中的水蒸气冷凝成水通过第二水泵进入反应釜内参与水热反应，实现了水循环；水热脱灰反应釜内设置有反应釜搅拌器，热解活化一体炉内设置有搅拌电机，促进反应进行彻底，固液分离器内装有可移动滤网和可移动挡板，便于水热脱灰反应釜内排出的前驱体进行固液分离。有益效果：本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：1、将生物质脱灰和水蒸气炭化在热解活化一体炉中一步完成结合，产生的高温烟气不直接与物料接触，保证了炭化的质量，制备出的活性炭灰分含量少，比表面积高，品质好；2、生物质经过脱灰、过滤后，携带残余水分直接进入热解活化一体炉内作为蒸气进行活性炭活化，实现自水活化，节约能耗；3、采用外热式加热，利用热解油蒸气进入燃烧室燃烧，提供热量，节约能源；4、实现了氢氧化钠溶液和水的循环利用，降低了制备成本。附图说明图1是本专利技术结构示意图；图2是实施例中制备的活性炭的扫描电镜图；图3是对比例1中制备的活性炭的扫描电镜图；图4是实施例、对比例1～2苯酚吸附数据图；图5是实施例、对比例1～2N2吸脱附等温线图。具体实施方式实施例如图1所示，水热脱灰-自水活化活性炭制备装置包括水热脱灰反应釜3、热解活化一体炉19，水热脱灰反应釜3通过第一出料口7连接固液分离器8，固液分离器8通过混合物出料口连接储料仓12，通过滤液出水口11连接SiO2反应器28上的滤液进水口25，SiO2反应器28顶部设置有第二进料口26，底部设置有SiO2出料口30，并通过反应器出水口29与水热脱灰反应釜3的第一进料口2连接，反应器出水口29与第一进料口2之间连接有第一水泵31，储料仓12通过第二出料口13连接热解活化一体炉19，第二出料口13上设置有可活动仓门，热解活化一体炉19末端与储炭仓18连接，储炭仓18通过油蒸汽出气口17与冷凝器22上的油蒸汽进气口20连接，冷凝器22一端通过油蒸汽出气口23连接燃烧室24，另一端通过冷凝水出水口21连接水热脱灰反应釜3的第一进料口2，冷凝水出水口21与第一进料口2之间连接有第二水泵32，燃烧室24的出口连接热解活化一体炉19上的烟气进气口16，热解活化一体炉19通过烟气出气口15连接水热脱灰反应釜3上的高温烟气进气口6，高温烟气进入水热脱灰反应釜3内参与反应，废气通过废气出口5排出，水热脱灰反应釜3内设置有反应釜搅拌器1，热解活化一体炉19内设置有搅拌电机14，SiO2反应器28内设置有SiO2反应器搅拌器27，固液分离器8内装有可移动滤网9和可移动挡板10，可移动滤网9设置在固液分离器8的滤液出水口11上方，可移动挡板10设置在固液分离器8的滤液出水口11下方。使用时，先将生物质原料和的NaOH溶液通过第一进料口2加入水热脱灰反应釜3内，利用高温烟气产生的热量在水热脱灰反应釜3内进行生物质原料水热脱灰，处理过程中温度为100℃，反应釜搅拌器1转动使NaOH溶液与秸秆原料充分接触，利用NaOH与灰分的主要成分SiO2反应生成硅酸钠来降低秸秆原料中的灰分含量，最终生物质原料与NaOH溶液混合物为悬浊液状态，说明反应完成，水热完成后的混合物通过固液分离器8内的可移动滤网9将含有硅酸钠的滤液转移到固液分离器8内，并被可移动挡板10拦截住，滤液通过滤液出水口11流出，并通过滤液进水口25流入SiO2反应器28内，固液分离器8内剩余带有少量液体的固体混合物，此时将可移动滤网9和可移动挡板10移除，带有少量液体的固体混合物通过混合物出料口进入储料仓12，生物质原料在水热脱灰反应釜3进料完毕后，打开第二出料口13上设置有可活动仓门，储料仓12内的固体混合物进入热解活化一体炉19，通过搅拌电机14的不断搅拌混合，保持温度为800℃，使固体混合物中残留的水分和固体混合物充分接触，生成水蒸气，利用水蒸气对固体混合物进行活化，即制备出了活性炭，活性炭进入储炭仓18进行储存和取用；在热解活化一体炉19中，固体混合物热解产生的油蒸汽由油蒸汽进气口20进入冷凝器22中进行冷凝，冷凝水由冷凝水出水口21通过第二水泵32进入水热脱灰反应釜3内参与水热反应，实现水循环利用，不冷凝油气通过油蒸汽出气口23进入燃烧室24，燃烧后产生高温烟气，高温烟气经过烟气进气口16进入热解活化一体炉19，为热解活化一体炉19内反应提供热量，然后经过烟气出气口15、高温烟气进气口6进入水热脱灰反应釜3，为水热脱灰反应釜3内的反应提供热量，实现热量循环，废气通过废气出口5排出并在尾气处理装置中进行处理；通过第二进料口26本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水热脱灰-自水活化活性炭制备装置，其特征在于，包括水热脱灰反应釜(3)、热解活化一体炉(19)，所述水热脱灰反应釜(3)通过第一出料口(7)连接固液分离器(8)，所述固液分离器(8)通过混合物出料口连接储料仓(12)，所述储料仓(12)通过第二出料口(13)连接热解活化一体炉(19)，所述热解活化一体炉(19)末端与储炭仓(18)连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种水热脱灰-自水活化活性炭制备装置，其特征在于，包括水热脱灰反应釜(3)、热解活化一体炉(19)，所述水热脱灰反应釜(3)通过第一出料口(7)连接固液分离器(8)，所述固液分离器(8)通过混合物出料口连接储料仓(12)，所述储料仓(12)通过第二出料口(13)连接热解活化一体炉(19)，所述热解活化一体炉(19)末端与储炭仓(18)连接。
2.根据权利要求1所述的水热脱灰-自水活化活性炭制备装置，其特征在于，所述固液分离器(8)通过滤液出水口(11)连接SiO2反应器(28)，所述SiO2反应器(28)顶部设置有第二进料口(26)，底部设置有SiO2出料口(30)。
3.根据权利要求2所述的水热脱灰-自水活化活性炭制备装置，其特征在于，所述SiO2反应器(28)通过反应器出水口(29)与水热脱灰反应釜(3)的第一进料口(2)连接。
4.根据权利要求3所述的水热脱灰-自水活化活性炭制备装置，其特征在于，所述SiO2反应器(28)与第一进料口(2)之间连接有第一水泵(31)。
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【专利技术属性】
技术研发人员：张会岩，方辰，肖睿，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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