本发明专利技术涉及一种生物质批量连续制备活性炭的装置及方法，其特征在于：该装置包括螺旋干燥装置（１）、螺旋炭化活化装置（２）、螺旋冷却装置（３）、燃烧炉（４）、余热锅炉（５）、循环风机（６）、送风机（７）、引风机（８）、烟囱（９）、调速电机（１０）、喷淋塔（１４）、废液循环池（１５）、循环水泵（１６）；螺旋干燥装置（１）设有加料口（１１）、废气出口（１ａ）、干燥后物料出口（１３）和盘管、夹套；螺旋炭化活化装置（２）包括炭化段（２－１）和与其导通的活化段（２－２）两个部分。本发明专利技术克服了目前活性炭制备工艺中热利用效率低、干燥／炭化／活化效率低以及生产过程不连续等缺陷。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种利用，具有生产连续 性、生物质物料适应性强、劳动强度低、热利用效率高、单位产品能耗低和无二次污染等特点O
技术介绍
活性炭是一种优质的吸附剂，具有丰富的内部孔隙结构和较高的比表面积，随着 工业的发展，其应用越来越广泛，目前已广泛应用于环保领域、农业、医药工业、食品工业和 其他各个领域中。我国是活性炭生产大国，活性炭的总产量仅次于美国居世界第二，出口量位于世 界第一，每年活性炭出口量达到7 8万t。同时，随着工业的蓬勃发展，世界人口的不断增 长和人民生活条件的不断改善，环境保护的加强和饮用水的需求等都将刺激活性炭产业的 不断发展，价格低廉、性能好的活性炭将会有更大的市场。活性炭的制备方法主要分为物理活化法和化学活化法。物理活化法是将原料先炭 化，然后再用水蒸汽或者二氧化碳进行活化。化学活化法是将原料与化学药品(如磷酸、氯 化锌、氢氧化钠等)混合浸渍一段时间后，将炭化与活化一步完成。传统制备活性炭的方法 主要是化学活化法，原料是煤、木材和椰壳等。传统制备活性炭的方法有两方面的弊端，一 方面是由于能源的匮乏，煤和木材等的价格呈上涨的趋势，使得活性炭的制备成本升高，活 性炭的价格也随之升高，经济性不好。另一方面由于利用化学药品为活化剂，不仅对制备设 备产生腐蚀，而且在制备活性炭的过程中污染了环境。鉴于此，近年来，对活性炭研究的热 点之一是利用廉价的生物质原料和简单清洁的工艺来制备经济性高、吸附性能好的生物质 活性炭。这样既防止了对环境的影响，又达到了变废为宝的目的，而且经济易得。传统制备活性炭工艺和装置结构复杂。如鞍式炉，它有两个蓄热室和左右两个活 化半炉组成，炉芯需要由三十多种特异型耐火砖砌成一排排如格子一样分布的产品道。该 炉原料的适应性差，只能利用灰分含量少、灰分熔点高、比重大的物料，例如煤炭、木炭和 椰壳等，另外要求物料颗粒均勻，不能使用湿料。国家专利技术专利CN1382625A“一种竹质活性 炭生产工艺”采用烟熏法和半真空烧制技术制备竹质活性炭，主要工序包括原料选择工序、 原料装窖工序、烟熏脱水工序、干馏炭化工序、精炼工序、喷蒸汽工序和封窖工序。制备工艺 繁琐，生产过程间断。国家专利技术专利CN1275528A “一种活性炭生产工艺”也存在生产过程 间断性的缺陷。国家专利技术专利CN85103470A “活性炭的活化方法和设备”虽然在一定程度 上实现了连续性生产，但是它采用设置隔板的方式翻拌物料，一旦原料过多或含湿量大时， 原料就得不到充分的翻拌，造成加热不均勻和结瘤现象，制备的活性炭产品性能受到影响。还有一种流态化活性炭制作技术即用烟道气与部分过热水蒸汽作为活化介质和 流化介质，使炭颗粒在流态化状态下进行活化反应，该活化方式具有气_固接触好、传热 快、活化均勻、活化时间短、反应气体成分易于控制等优点。其不足是单位产品的能耗相对 较高、热利用效率低，约束了该炉型的推广应用。综上所述，目前制备活性炭方法存在生产过程间断性、能耗相对较高、热利用效率 低、工艺和结构复杂等缺点。
技术实现思路
技术问题针对以上活性炭制备方法的不足，本专利技术设计了一种利用生物质批量 连续制备活性炭的装置及方法。本专利技术克服了目前活性炭制备工艺中热利用效率低、干燥/ 炭化/活化效率低以及生产过程不连续等缺陷。本专利技术可用于废木材、果壳、鸡粪、污泥和 垃圾等生物质来制备活性炭，具有结构简单、投资和运行成本低廉、制作容易、操作方便等 特点。技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为一种生物质批量连 续制备活性炭的装置，该装置包括螺旋干燥装置、螺旋炭化活化装置、螺旋冷却装置、燃烧 炉、余热锅炉、循环风机、送风机、引风机、烟 、调速电机、喷淋塔、废液循环池、循环水泵；螺旋干燥装置设有加料口、废气出口、干燥后物料出口和盘管、夹套；螺旋炭化活 化装置包括炭化段和与其导通的活化段两个部分；螺旋冷却装置设有活性炭出料口 ；其中，螺旋干燥装置的干燥后物料出口与炭化段物料进口相连，螺旋干燥装置的 废气出口与喷淋塔的进气口相连，喷淋塔通过循环风机与燃烧炉相连，喷淋塔底部的废液 出口与废液循环池的废液进口相连，循环水泵分别与喷淋塔和废液循环池相连；炭化段废气出口和活化段废气出口分别与燃烧炉的废气进口相连，燃烧炉的高温 烟气出口与螺旋炭化活化装置的炭化段和活化段高温烟气进口分别相连；炭化段的烟气出口和活化段的烟气出口与余热锅炉的烟气进口相连，余热锅炉的 烟气出口与螺旋干燥装置的烟气进口相连，进入螺旋干燥装置内的盘管和夹套；余热锅炉 的蒸汽出口与活化段的蒸汽入口相连；螺旋冷却装置活性炭进口与活化段活性炭出口相连，送风机与螺旋冷却装置相 连，螺旋冷却装置的热风出口与燃烧炉的热风进口相连；引风机设置在螺旋干燥装置与烟@之间，螺旋干燥装置和螺旋炭化活化装置的转 速由调速电机控制。本专利技术还提供了一种生物质批量连续制备活性炭的方法，该方法包括如下步骤A、生物质预先在螺旋干燥装置内进行充分干燥，螺旋干燥装置出来的废气进入喷 淋塔，喷淋塔出来的不凝结性气体由循环风机送入燃烧炉，喷淋塔底部出来的废液进入废 液循环池，一部分废液循环进入喷淋塔，一部分废液进入污水处理系统；B、干燥后的生物质在螺旋炭化活化装置内依次发生炭化和活化，生物质在炭化和 活化阶段产生的液态焦油、水和不凝结气体等副产物送入燃烧炉内；C、生物质干燥、炭化和活化过程所需要的热量由燃烧炉提供，燃烧炉生成的 850°C 900°C的高温烟气首先通入螺旋炭化活化装置的炭化段和活化段的盘管/夹套内， 为生物质炭化和活化提供热源，由炭化段和活化段出来的600°C 700°C烟气随后进入余 热锅炉，从余热锅炉出来的250°C 300°C烟气进入螺旋干燥装置的盘管和夹套内，为生物 质干燥过程提供热源，余热锅炉产生的过热蒸汽作为活化段所需的活化气；D、活化段出来的高温活性炭产品在螺旋冷却装置内进行冷却；由送风机提供冷却 风进入螺旋装置的盘管和夹套内，对高温活性炭产品进行冷却，冷却后的活性炭产品由出料口排出，冷却产生的热风送入燃烧炉，作为燃烧炉的助燃风。优选的，所述生物质干燥、炭化、活化、冷却均采用内外并热方式的螺旋盘管式装置。优选的，干燥过程中温度为80°C 110°C，干燥时间为30分钟 60分钟；炭化过 程中炭化温度为300°C 600°C，炭化时间为30分钟 60分钟；活化过程中活化温度为 600°C 700°C，活化时间为60分钟 90分钟；冷却过程中活性炭冷却时间为15分钟 30分钟，活性炭出料温度为35°C。优选的，所述的制备过程中产生的不凝结气体、焦油全部送入余热锅炉，热利用效 率高，且无二次污染。有益效果(1)采用螺旋盘管式装置对生物质进行干燥、炭化和活化，使干燥、炭化和活化达 到内外并热的效果。本专利技术解决了现有技术在干燥、炭化和活化过程中受热不均勻和结瘤 现象的弊端。(2)加料、干燥、炭化、活化、冷却和出料过程均在连续情况下进行，避免了很多中 间人工环节，能够实现连续性生产。(3)干燥、炭化和活化过程产生不会产生二次污染，本专利技术把干燥过程产生的不凝 结气体、炭化和活化过程产生的可燃气、灰尘、焦油等一并送入燃烧炉内进行燃烧，同时把 冷却产生的热风作为燃烧炉的助燃风使用。(4)本专利技术实现能本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生物质批量连续制备活性炭的装置，其特征在于：该装置包括螺旋干燥装置（１）、螺旋炭化活化装置（２）、螺旋冷却装置（３）、燃烧炉（４）、余热锅炉（５）、循环风机（６）、送风机（７）、引风机（８）、烟囱（９）、调速电机（１０）、喷淋塔（１４）、废液循环池（１５）、循环水泵（１６）；螺旋干燥装置（１）设有加料口（１１）、废气出口（１ａ）、干燥后物料出口（１３）和盘管、夹套；螺旋炭化活化装置（２）包括炭化段（２－１）和与其导通的活化段（２－２）两个部分；螺旋冷却装置（３）设有活性炭出料口（１２）；其中，螺旋干燥装置（１）的干燥后物料出口（１３）与炭化段（２－１）物料进口（２ａ）相连，螺旋干燥装置（１）的废气出口（１ａ）与喷淋塔（１４）的进气口（１４ａ）相连，喷淋塔（１４）通过循环风机（６）与燃烧炉（４）相连，喷淋塔（１４）底部的废液出口与废液循环池（１５）的废液进口相连，循环水泵（１６）分别与喷淋塔（１４）和废液循环池（１５）相连；炭化段（２－１）废气出口和活化段（２－２）废气出口分别与燃烧炉（４）的废气进口（４ａ）相连，燃烧炉（４）的高温烟气出口（４ｂ）与螺旋炭化活化装置（２）的炭化段（２－１）和活化段（２－２）高温烟气进口分别相连；炭化段（２－１）的烟气出口和活化段（２－２）的烟气出口与余热锅炉（５）的烟气进口（５ａ）相连，余热锅炉（５）的烟气出口（５ｂ）与螺旋干燥装置（１）的烟气进口相连，进入螺旋干燥装置（１）内的盘管和夹套；余热锅炉（５）的蒸汽出口（５ｃ）与活化段（２－２）的蒸汽入口相连；螺旋冷却装置（３）活性炭进口与活化段（２－２）活性炭出口相连，送风机（７）与螺旋冷却装置（３）相连，螺旋冷却装置（３）的热风出口与燃烧炉（４）的热风进口相连；引风机（８）设置在螺旋干燥装置（１）与烟囱（９）之间，螺旋干燥装置（１）和螺旋炭化活化装置（２）的转速由调速电机（１０）控制。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄亚继，金保昇，仲兆平，李勤，李斌，段锋，孙宇，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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