基于煤矸石热解制备除磷吸附剂的系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种基于煤矸石热解制备除磷吸附剂的系统。该系统包括：破碎机、第一干燥设备、热解设备和水热反应单元。本实用新型专利技术实现了煤矸石的资源化利用，并制备得到了具有优秀除磷吸附能力的除磷吸附剂。有优秀除磷吸附能力的除磷吸附剂。有优秀除磷吸附能力的除磷吸附剂。

【技术实现步骤摘要】
基于煤矸石热解制备除磷吸附剂的系统


[0001]本技术涉及固体废物资源化利用领域，具体而言，涉及一种基于煤矸石热解制备除磷吸附剂的系统。

技术介绍

[0002]煤矸石是煤炭生产和加工过程中产生的固体废弃物，每年的排放量相当于当年煤炭产量的10％左右，是目前我国排放量最大、占地面积问题最严重的固体废弃物之一，目前亟需可靠、有效的科学技术手段以实现其资源化、减量化、无害化的利用。生物炭是由包括煤矸石在内的部分固体废弃物在厌氧条件下热解所得到的固体碳材料，具有孔隙多、比表面积大的性能优势，同时具有原材料来源丰富、价格便宜的经济优势，因此常作为吸附剂的主要载体应用于水体污染物去除领域。
[0003]近年来，我国的社会生产力水平不断进步，随之而来的诸多环境问题也日益尖锐，市政污水的排放便是其中痛点问题之一。市政污水中氮、磷元素含量高，直接排放将存在水体富营养化的风险，对生态环境产生严重的影响。目前常见的污水除磷的方法主要包括吸附法、化学沉淀法及生物去除法等。其中，吸附法具有高效便捷、成本低廉的优势，因此得到了广泛应用。
[0004]然而，现有的除磷吸附剂普遍存在着吸附效率有限、后续处理困难等问题。因此，目前亟需一种性能优异、处理方便且价格低廉的吸附剂，使得利用吸附法处理含磷污水这一技术路线得到关键性突破。
[0005]基于此，有必要提供一种新的基于煤矸石热解制备除磷吸附剂的系统，以在资源化利用煤矸石的基础上，解决现有技术中除磷吸附剂吸附效率不足、后处理困难的问题。

技术实现思路

[0006]本技术的主要目的在于提供一种基于煤矸石热解制备除磷吸附剂的系统，以在资源化利用煤矸石的基础上，解决现有技术中除磷吸附剂吸附效率不足、后处理困难的问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种基于煤矸石热解制备除磷吸附剂的系统，系统包括：
[0008]破碎机，用于破碎煤矸石原料以得到破碎料；
[0009]第一干燥设备，与破碎机相连，第一干燥设备用于干燥破碎料以得到干料；
[0010]热解设备，与第一干燥设备相连，热解设备用于热解干料以得到生物炭与可燃油气；热解设备具有第一热介质进口、第一热介质出口、可燃油气出口和生物炭出口；
[0011]燃烧设备，与可燃油气出口相连，燃烧设备用于燃烧可燃油气以得到高温烟气；燃烧设备具有高温烟气出口，高温烟气出口与热解设备的第一热介质进口相连；
[0012]水热反应单元，具有生物炭进口和第二热介质进口，生物炭进口与燃烧设备相连，第二热介质进口与第一热介质出口相连；水热反应单元用于使生物炭与铁铝矾、水发生水
热反应，以得到除磷吸附剂。
[0013]进一步地，水热反应单元为水热反应器，水热反应器具有生物炭进口和和第二热介质进口。
[0014]进一步地，水热反应单元包括水热反应器和换热器，水热反应器具有生物炭进口和进水口，换热器具有换热通道和热介质通道，热介质通道的进口为第二热介质进口，换热通道与进水口相连以向水热反应器供水。
[0015]进一步地，系统还包括：
[0016]储料仓，与破碎机相连，用于储存并向破碎机提供煤矸石原料。
[0017]进一步地，系统还包括：
[0018]第二干燥设备，与水热反应器相连，第二干燥设备用于对除磷吸附剂进行干燥。
[0019]进一步地，水热反应器为水热合成反应釜。
[0020]进一步地，换热器为气液板式换热器。
[0021]进一步地，燃烧设备为油气两用燃烧机。
[0022]进一步地，热解设备为回转窑。
[0023]进一步地，第一干燥设备和第二干燥设备为带式干燥机。
[0024]本技术提供了一种基于煤矸石热解制备除磷吸附剂的系统，其是基于煤矸石热解得到生物炭，并将其作为主要载体进行后续活化改性处理，制备除磷吸附剂，达到了以下技术效果：其一，对煤矸石实现了资源化、减量化、无害化，本专利技术中系统利用煤矸石这种来源广泛的原料制备吸附剂，成本低廉，且工艺简单，具有极高的经济性；其二，本专利技术的系统以煤矸石热解生物炭进一步制备了除磷吸附剂，由于煤矸石生物炭具有良好的表面结构、孔隙较多，且其本身活性较佳，因此制备得到的除磷吸附剂具有优异的除磷吸附能力，可对污水中的磷进行高效回收。因此，本专利技术在资源化利用煤矸石的同时解决了污水处理的问题。特别是，采用本专利技术系统制备的除磷吸附剂，在对污水进行吸附除磷后可作为一种富含营养元素的肥料或土壤改良剂，不仅后处理简单，且在后续处理中继续充分实现资源化价值。
[0025]与此同时，本技术通过热解设备、燃烧设备、水热反应单元之间的热介质管路连接，使得热解过程产生的可燃油气经过燃烧后所产生的高温烟气可为系统自供热，实现了物质、能量的最大化利用，进一步避免了资源的浪费，具有低能耗、环境友好的有益效果。因此，本专利技术在资源化利用煤矸石的基础上，有效解决了现有技术中除磷吸附剂吸附效率不足、后处理困难的问题。同时还具有低耗环保的优势。
附图说明
[0026]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0027]图1示出了根据本技术的一种实施例的基于煤矸石热解制备除磷吸附剂的系统的流程示意图；以及
[0028]图2示出了根据本专利技术的另一种实施例的基于煤矸石热解制备除磷吸附剂的系统的流程示意图。
[0029]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0030]1、储料仓；2、破碎机；3、第一干燥设备；4、热解设备；5、燃烧设备；6、水热反应器；7、第二干燥设备；8、换热器。
具体实施方式
[0031]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
[0032]正如
技术介绍
所描述的，现有技术中煤矸石未得到有效资源化利用、现有吸附剂的吸附效率有限、后续处理困难的问题。
[0033]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于煤矸石热解制备除磷吸附剂的系统，如图1或图2所示，该系统包括破碎机2、第一干燥设备3、热解设备4、燃烧设备5以及水热反应单元；破碎机2用于破碎煤矸石原料以得到破碎料；第一干燥设备3与破碎机2相连，第一干燥设备3用于干燥破碎料以得到干料；热解设备4与第一干燥设备3相连，热解设备4用于热解干料以得到生物炭与可燃油气；热解设备具有第一热介质进口、第一热介质出口、可燃油气出口和生物炭出口；燃烧设备5与可燃油气出口相连，燃烧设备5用于燃烧可燃油气以得到高温烟气；燃烧设备5的高温烟气出口与热解设备4的第一热介质进口相连；水热反应单元具有生物炭进口和第二热介质进口，生物炭进口与燃烧设备5相连，第二热介质进口与第一热介质出口相连；水热反应单元用于使生物炭与铁铝矾、水发生水热反应，以得到除磷吸附剂。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于煤矸石热解制备除磷吸附剂的系统，其特征在于，所述系统包括：破碎机(2)，用于破碎煤矸石原料以得到破碎料；第一干燥设备(3)，与所述破碎机(2)相连，所述第一干燥设备(3)用于干燥所述破碎料以得到干料；热解设备(4)，与所述第一干燥设备(3)相连，所述热解设备(4)用于热解所述干料以得到生物炭与可燃油气；所述热解设备具有第一热介质进口、第一热介质出口、可燃油气出口和生物炭出口；燃烧设备(5)，与所述可燃油气出口相连，所述燃烧设备(5)用于燃烧所述可燃油气以得到高温烟气；所述燃烧设备(5)具有高温烟气出口，所述高温烟气出口与所述热解设备(4)的所述第一热介质进口相连；水热反应单元，具有生物炭进口和第二热介质进口，所述生物炭进口与所述燃烧设备(5)相连，所述第二热介质进口与所述第一热介质出口相连；所述水热反应单元用于使所述生物炭与铁铝矾、水发生水热反应，以得到所述除磷吸附剂。2.根据权利要求1所述的基于煤矸石热解制备除磷吸附剂的系统，其特征在于，所述水热反应单元为水热反应器(6)，所述水热反应器(6)具有所述生物炭进口和和第二热介质进口。3.根据权利要求1所述的基于煤矸石热解制备除磷吸附剂的系统，其特征在于，所述水热反应单元包括水热反应器(6)和换热器(8)，所述水热反应器(6)具有所述生物炭进口和进水...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭瑶，常建鸿，郭洋楠，王学斌，张瀚霖，
申请(专利权)人：国能神东煤炭集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：