一种生物质制备活性炭的设备及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种生物质制备活性炭的设备及其制备方法，涉及活性炭制备技术领域，为解决现有的工业普通活性炭的生产一般采用高温炭化和水蒸气活化法，生产过程产生大量的焦油和VOCs污染物，处理焦油又产生大量难处理的高浓度有机废水的问题。包括以下步骤：步骤一：破碎后的秸秆、木材等生物质原料加入进料斗中；步骤二：打开进料斗下部的进料阀，生物质原料加入到高温炭化活化炉中；步骤三：预热至200

【技术实现步骤摘要】
一种生物质制备活性炭的设备及其制备方法


[0001]本专利技术涉及活性炭制备
，具体为一种生物质制备活性炭的设备及其制备方法。

技术介绍

[0002]活性炭是煤、木质等含碳原料经过炭化、活化形成的一种无定型炭材料，具有比表面积大、孔隙结构发达、表面官能团丰富的特点，作为吸附剂、催化剂广泛应用于化工生产、食品加工、环境保护等诸多领域，生物质广泛存在于大自然中，具有种类繁多、成本低廉、环境友好、易于获取、资源丰富等优势，而且与煤炭相比，属于可再生资源，不向环境排放额外的二氧化碳，属于碳中性的原料。我国作为农业大国，农作物秸秆、果壳等废弃物也在逐年成比例增加，但是大部分的农业废弃物未被资源化利用，加重了农业生态环境污染和破坏，也造成了严重的资源浪费。
[0003]现有的工业普通活性炭的生产一般采用高温炭化和水蒸气活化法，生产过程产生大量的焦油和VOCs污染物，处理焦油又产生大量难处理的高浓度有机废水的问题，为此，我们提供一种生物质制备活性炭的设备及其制备方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种生物质制备活性炭的设备及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的现有的工业普通活性炭的生产一般采用高温炭化和水蒸气活化法，生产过程产生大量的焦油和VOCs污染物，处理焦油又产生大量难处理的高浓度有机废水的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种生物质制备活性炭的设备，包括以下步骤：
[0006]步骤一：破碎后的秸秆、木材等生物质原料加入进料斗中；
[0007]步骤二：打开进料斗下部的进料阀，生物质原料加入到高温炭化活化炉中；
[0008]步骤三：预热至200
‑
500℃的热空气从高温炭化活化炉上部的热空气进口通入炉内；
[0009]步骤四：热空气与生物质原料并流向下移动并进行高温反应，生物质原料依次经干燥、炭化、活化后，在高温炉下部的水冷螺旋排料器控制下，排入活性炭收集料斗，降温至80℃以下后，送后系统处理；
[0010]步骤五：空气与生物质燃烧、热解、气化反应过生成700
‑
900℃高温热解气从高温炭化活化炉下部的高温热解气出口排出；
[0011]步骤六：从高温炭化活化炉排出的700
‑
900℃高温热解气，经过换热器与来自压缩机的空气进行热交换，热解气温度降低至200℃以下，空气温度预热至200
‑
500℃后通入高温炭化活化炉；
[0012]步骤七：降温后的热解气送后系统净化处理后利用。
[0013]优选的，所述的破碎后的秸秆、木材等生物质原料的粒径5
‑
100mm。
[0014]优选的，空气量与生物质原料的比例为每公斤生物质使用空气0.5
‑
5Nm3。
[0015]优选的，生物质原料在高温炭化活化炉内的停留时间0.5
‑
10h。
[0016]优选的，热解气中焦油含量<0.1g/Nm3，热解气的热值>4.0MJ/Nm3。
[0017]优选的，所述的一种生物质制备活性炭的设备，其中高温炭化活化炉由筒体、加料口、热空气进口、高温热解气出口、水冷螺旋排料器、放料口组成，筒体的顶部有加料口、上部有热空气进口、下部有高温热解气出口、底部有放料口，筒体内有保温耐火材料层，下部有导流板，筒体内部下端位置上安装有水冷螺旋排料器，水冷螺旋排料器通过控制器控制螺旋推送速度，水冷螺旋排料器顶端有排料口。
[0018]优选的，所述加料口的顶部设置有进料斗，进料斗与加料口之间安装有进料阀，进料斗的内部设置有进料口，进料口的内部安装有进料滤网。
[0019]优选的，所述导流板的一端设置有基座板，基座板通过螺钉与筒体的内壁固定安装，导流板与基座板的连接位置上设置有活动接槽，活动接槽与基座板一体成型设置，导流板的一端外壁上设置有活动转轴，活动转轴与活动接槽内壁的连接位置上设置有内接圆槽，活动转轴的外壁上吸附安装有磁铁定位块，磁铁定位块的上端设置有塑料端块，塑料端块与磁铁定位块通过免钉胶固定连接，塑料端块的顶部设置有拉环。
[0020]优选的，所述的高温炭化活化炉下部导流板与筒体的夹角
‑°
。
[0021]优选的，所述的高温炭化活化炉下部水冷螺旋排料器前后部分别有冷却水进口和冷却水出口。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0023]1、本专利技术工艺流程简单，省去常规的高温燃烧炉和蓄热室，可减少设备投资；可通过控制空气量，是空气与生物质热解产生的可燃挥发分直接燃烧，供给炭化和活化所需热量；高温炉内，生物质干燥和热解产生的热解水、二氧化碳可作为活化气体，在高温活化段内，提高炭化料的比表面积，丰富其孔隙结构；生物质热解气体在通过高温活化层时，热解气中的焦油和有机小分子高温裂解，降低了热解气净化处理难度，减小环境污染。
[0024]2、采用本专利技术的技术方案，可将活性炭生产过程中热解气中的焦油含量降低至0.1g/Nm3以下，热解气可直接燃烧利用，减少后续净化处理难度，满足的环保要求。与现有技术相比具有经济、环保、节能、降耗等方面的优点。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的生物质制备活性炭的设备工作流程示意图；
[0026]图2为本专利技术的筒体结构示意图；
[0027]图3为本专利技术的进料斗内部结构示意图；
[0028]图4为本专利技术的导流板与基座板连接结构示意图；
[0029]图5为本专利技术的磁铁定位块结构示意图；
[0030]图中：1、进料斗；2、进料阀；3、高温炭化活化炉；4、水冷螺旋排料器；5、活性炭收集料斗；6、换热器；7、空气压缩机；8、加料口；9、热空气进口；10、筒体；11、导流板；12、冷却水进口；13、控制器；14、放料口；15、排料口；16、冷却水出口；17、高温热解气出口；18、保温耐火材料层；19、进料口；20、进料滤网；21、基座板；22、活动接槽；23、内接圆槽；24、活动转轴；
25、磁铁定位块；26、塑料端块；27、拉环。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，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，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0032]实施例1
[0033]以玉米秸秆为原料，按照本专利技术所述的生物质制备活性炭的方法，如图1所示。玉米秸秆干燥、破碎成长度小于50mm的柱状原料，加入进料斗1中，打开进料斗下部的进料阀2，秸秆原料加入到高温炭化活化炉3中，预热至350℃的热空气从高温炭化活化炉3上部的热空气进口9热空气进口通入炉内，热空气与秸秆原料并流向下移动并进行高温反应，玉米秸秆依次经干燥、炭化、活化后，在高温炉下部的水冷螺旋排料器4控制下，排入活性炭收集料斗5，空气与秸秆燃烧、热解、气化反应过生成800℃高温热解气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物质制备活性炭的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：破碎后的秸秆、木材等生物质原料加入进料斗中；步骤二：打开进料斗下部的进料阀，生物质原料加入到高温炭化活化炉中；步骤三：预热至200
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500℃的热空气从高温炭化活化炉上部的热空气进口通入炉内；步骤四：热空气与生物质原料并流向下移动并进行高温反应，生物质原料依次经干燥、炭化、活化后，在高温炉下部的水冷螺旋排料器控制下，排入活性炭收集料斗，降温至80℃以下后，送后系统处理；步骤五：空气与生物质燃烧、热解、气化反应过生成700
‑
900℃高温热解气从高温炭化活化炉下部的高温热解气出口排出；步骤六：从高温炭化活化炉排出的700
‑
900℃高温热解气，经过换热器与来自压缩机的空气进行热交换，热解气温度降低至200℃以下，空气温度预热至200
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500℃后通入高温炭化活化炉；步骤七：降温后的热解气送后系统净化处理后利用。2.根据权利要求1所述的一种生物质制备活性炭的制备方法，其特征在于：所述的破碎后的秸秆、木材等生物质原料的粒径5
‑
100mm。3.根据权利要求1所述的一种生物质制备活性炭的制备方法，其特征在于：空气量与生物质原料的比例为每公斤生物质使用空气0.5
‑
5Nm3。4.根据权利要求1所述的一种生物质制备活性炭的制备方法，其特征在于：生物质原料在高温炭化活化炉内的停留时间0.5
‑
10h。5.根据权利要求1所述的一种生物质制备活性炭的制备方法，其特征在于：热解气中焦油含量<0.1g/Nm3，热解气的热值>4.0MJ/Nm3。6.一种生物质制备活性炭的设备，应用于权利要求1所述的一种生物质制备活性炭的制备方法，其特征在于：其中高温炭化活化炉由筒体(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄健，蔡九庆，
申请(专利权)人：湖北稀金新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：