一种磷酸法活性炭的清洁生产方法技术

本发明专利技术提供一种磷酸法活性炭的清洁生产方法，属于活性炭生产技术领域。其方法是通过改变炭、活化过程的工艺及供热方式，大幅度降低炭、活化尾气量，然后采用高温燃烧方式回收利用炭、活化尾气中可燃性物质，实现净化处理尾气中有机物。并通过构建新型热能系统，达到系统自身热量平衡。本发明专利技术采用高浓度磷酸作为活化助剂，减少活化助剂带入的水量，同时采用梯度多段供热的方式，提高热能利用效率，实现炭、活化尾气量大幅度减少。通过多种工艺技术的结合，使得本发明专利技术磷酸法活性炭生产工艺实现尾气清洁处理，减少尾气排放量，同时充分回收尾气中的热能，提高热效率、降低单位能耗及提高产品吸附性能及得率高的优点。高产品吸附性能及得率高的优点。高产品吸附性能及得率高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种磷酸法活性炭的清洁生产方法


[0001]本专利技术属于活性炭生产
，具体涉及一种磷酸法活性炭的清洁生产方法。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本公开的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]传统的磷酸法活性炭采用常规浓度(42
‑
22％)磷酸作为活化助剂，活化助剂带水较多，炭活化过程需较多热能蒸发活化助剂中的水。同时生产供热采用质量低档的农林“三剩物”燃料燃烧供热，在炉头或炉尾配燃烧室，燃烧的高温热风配风降温至600
‑
700℃送至炭活化炉供热。此方法需要配大量新鲜空气，热能利用效率低，炭活化尾气量大。
[0004]常规的磷酸法活性炭生产过程中的炭活化尾气，需要采用水膜喷淋除尘、吸收法除尘、电除尘等多种除尘配套处理，处理设备复杂、电耗成本高、余热回收利用效率低，处理过程还产生焦油等固废，且尾气中依然存在小分子有机物质、气溶胶，磷酸等化学药剂回收困难。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是要提供一种磷酸法活性炭的清洁生产方法，以解决上述问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种磷酸法活性炭的清洁生产方法，包括以下步骤：
[0008]1)原料预处理：生物质原料经旋转初筛、干燥、气流筛筛分后，将高浓度磷酸与生物质原料进行搅拌混合，得到混合料；
[0009]2)炭活化处理：将步骤1)得到的混合料送至炭活化一体回转炉，在炭活化一体回转炉中分段分区域通入燃气进行燃烧供热，得到活化料，炭活化尾气进行尾气处理；
[0010]3)炭活化尾气处理：将步骤2)得到的炭活化尾气通入尾气燃烧炉，通入可燃气体进行燃烧，燃烧尾气与干净空气进行换热，换热得到的热风作为炭活化的补充热风、活性炭原料、成品干燥热风进行利用，达到系统自身热量平衡。换热后进入尾气进入尾气处理系统浓缩喷淋除雾塔回收得到干净磷酸；
[0011]4)活化料后置处理：将步骤2)得到的活化料从活化炉尾部出料，然后配浆后依次进行磷酸梯度回收、热水洗涤、干燥、研磨、除铁、筛分，得到磷酸法粉末活性炭。
[0012]优选的，步骤1)催化剂为质量浓度60～80％高浓度磷酸。
[0013]优选的，步骤2)中炭活化一体回转炉采用炭化段和活化段两段式连体回转炉，一体回转炉中各区域温度为：
[0014]炭化升温区：220～320℃，炭化区：320～400℃，活化升温区：400～220℃，活化保温区：200～220℃，降温区：320～420℃；炭化时间60～120min，活化时间30～90min。分区分段供热调控炭活化温度、时间，以确保炭活化过程符合生物质热解规律，提高生物质组分转
为固定碳的得率，同时调节孔隙结构分布，得到高亚兰、高比表面积的活性炭。
[0015]进一步的，步骤3)中尾气燃烧温度800～1100℃，燃烧后氧含量小于 10％，换热后空气温度为320～620℃，回用于原料干燥、成品干燥、炭活化补热，达到系统自身热量平衡。
[0016]进一步的，换热后尾气进入3个或3个以上串联喷淋除雾塔浓缩、回收磷酸，喷淋除雾塔采用串联连接，下进上出的形式，喷淋塔内具有除雾格栅层，处理后的尾气温度为60～100℃。
[0017]本专利技术具有以下优点：
[0018]1、本专利技术采用高浓度磷酸作为活化助剂，减少活化助剂带入的水量，降低炭活化过程蒸发助剂水量的热能消耗。同时炭活化采用燃气分段分区域辅助供热，供热产生的高温气直接与物料换热，提高燃料热效率，减少新鲜空气的补充，降低炭活化尾气量，为后续尾气高温燃烧提供基础；
[0019]2、本专利技术通过分段供热调整炭活化过程的升温曲线以确保炭活化缓慢进行，调控炭活化所在温度的气氛、炭活化时间，以确保炭活化过程符合生物质热解规律，提高生物质组分转为固定碳的得率，同时调节孔隙结构分布，得到高亚兰、高比表面积的活性炭。
[0020]3、本专利技术的磷酸法活性炭的尾气处理采用燃气供热高温燃烧，配套多级喷淋除雾，可一步解决炭活化尾气中存在大量焦油、酸性有机气体、气溶胶、多聚磷酸无机气体、颗粒粉尘的处理难题，同时高温处理的尾气与洁净空气换热后经尾气回收系统，回收尾气余热及磷酸，换热高温洁净空气回用于原料干燥、成品干燥、炭活化补热等工序，实现尾气余热循环利用。构建新型热能系统，达到系统自身热量平衡。
[0021]4、本专利技术的磷酸法活性炭的催化剂采用高浓度磷酸，提高磷酸对细胞壁的润胀作用。
[0022]2、本专利技术制得的磷酸法活性炭亚蓝吸附值从传统的13～12mL提升至18～22mL，提升30～60％；与传统磷酸法活性炭比较，单位产品基准能耗降低30～40％，单位产品基准排气量减少30
‑
40％，单位产品得率提升2～12％。
附图说明
[0023]图1是本专利技术的工艺流程图。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]参照附图1所示，本实施例提供一种磷酸法活性炭的清洁生产方法，包括以下步骤：
[0026]1)原料预处理：生物质原料(其中，生物原料可选用木屑、竹屑等) 经旋转初筛、干燥、气流筛筛分后，催化剂高浓度磷酸与原料充分接触，然后通过长螺杆捏合器充分搅拌混合均匀，得到混合料。
[0027]2)炭活化处理：将步骤1)得到的混合料送至炭活化一体回转炉，在炭活化一体回
转炉中分段分区域通入燃气供热，提高燃料热效率，减少尾气量，通过精准控制不同区域的温度，调节孔隙结构分布，得到高亚兰、高比表面积的活化料，炭活化尾气进行尾气处理；其炭活化方法同样适用于磷酸法颗粒活性炭的生产，以及其他活性炭品种的生产。分段分区域供热提高燃料热效率，并使炭活化造孔能力得到优化，且炭活化尾气气量少有利于后续的热能回用。
[0028]3)炭活化尾气处理：将步骤2)得到的炭活化尾气通入旋喷炉，加入可燃气体进行燃烧，燃烧尾气与干净空气进行换热，换热得到的高温洁净空气作为炭活化的补充热风、活性炭原料及成品干燥热风进行回用，换热后尾气进入尾气处理系统浓缩喷淋除雾塔回收得到干净磷酸，回用于配高浓度磷酸。其尾气处理方法同样适用于磷酸法颗粒活性炭的生产。本方法将炭活化尾气彻底燃烧去除尾气中焦油等有机物，很好的回收得到干净的磷酸，并通过构建新型热能系统，达到系统自身热量平衡。
[0029]4)活化料后置处理：将步骤2)得到的活化料从活化炉尾部出料，配浆后依次进行磷酸梯度回收、热水洗涤、干燥、研磨、除铁、筛分，得到磷酸法粉末活性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷酸法活性炭的清洁生产方法，其特征在于，包括以下步骤：1)原料预处理：生物质原料经旋转初筛、干燥、气流筛筛分后，与高浓度磷酸进行搅拌混合，得到混合料；2)炭活化处理：将步骤1)得到的混合料送至炭活化一体回转炉，在炭活化一体回转炉中分段分区域通入燃气进行燃烧供热，得到活化料，炭活化尾气进入尾气处理系统；3)炭活化尾气处理：将步骤2)得到的炭活化尾气通入尾气燃烧炉，通入可燃气体进行燃烧，燃烧尾气与干净空气进行换热，换热得到的热风作为炭活化的补充热风、活性炭原料、成品干燥热风进行利用，换热后进入尾气浓缩喷淋除雾塔回收得到高浓度干净磷酸；4)活化料后置处理：将步骤2)得到的活化料配浆后依次进行磷酸梯度回收、热水洗涤、干燥、研磨、除铁、筛分，得到磷酸法粉末活性炭。2.根据权利要求1所述的一种磷酸法活性炭的清洁生产方法，其特征在于，步骤1)高浓度磷酸质量浓度60～80％高浓度磷酸。3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢元健，缪存标，方世国，刘准，郑利，
申请(专利权)人：南平元力活性炭有限公司，
类型：发明
国别省市：