[發(fā)明專利]利用生物質(zhì)制備活性炭的系統(tǒng)和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611120334.8
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106629715A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設計）人: 吳道洪;吳小飛;巴玉鑫;肖磊;王惠惠;房凱;牛明杰;宋敏潔
• 申請（專利權(quán)）人: 北京神霧環(huán)境能源科技集團股份有限公司
• 主分類號: C01B32/336
• 分類號: C01B32/336;C01B32/39;C10B53/00
• 代理公司: 北京律和信知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙)11446
• 代理人: 武玉琴,王月春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于熱解氣化技術(shù)生產(chǎn)活性炭的技術(shù)領(lǐng)域范圍，具體而言，本發(fā)明涉及一種制備活性炭的系統(tǒng)和方法，特別是一種適合以生物質(zhì)為原料，通過熱解氣化制備活性炭的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

生物質(zhì)廣義指所有的植物、微生物以及以植物、微生物為食物的動物及其生產(chǎn)的廢棄物。有代表性的生物質(zhì)如農(nóng)作物、農(nóng)作物廢棄物、木材、木材廢棄物和動物糞便。狹義指農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)過程中除糧食、果實以外的秸稈、樹木等木質(zhì)纖維素(簡稱木質(zhì)素)、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)下腳料、農(nóng)林廢棄物及畜牧業(yè)生產(chǎn)過程中的禽畜糞便和廢棄物等物質(zhì)。

我國的生物質(zhì)資源非常豐富，每年產(chǎn)生大約6.5億噸農(nóng)業(yè)秸稈，加上薪柴及林業(yè)廢棄物等，折合能量4.6億噸標準煤，預計到2050年將增加到9.04億噸，相當于6億多噸標準煤。我國每年的森林耗材達到2.1億立方米，折合1.2億噸標準煤的能量。另外，全國城市物料年產(chǎn)量已超過1.5億噸，到2020年年產(chǎn)量將達2.1億噸，垃圾中的有機質(zhì)含量平均約為40％，年產(chǎn)1.5億噸的“城市垃圾”中，被丟棄的“可再生資源”價值高達250億元。這些資源若未經(jīng)治理直接焚燒、排放入水體、堆積必將造成資源浪費，以及空氣、土壤、地表水和地下水等環(huán)境污染和人類生存環(huán)境的惡化。

然而，含碳的物質(zhì)在幾百攝氏度的溫度下經(jīng)過炭化，再活化可制備活性炭。但是目前活性炭的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設備還很落后，目前國內(nèi)大部分煤質(zhì)活性炭企業(yè)的生產(chǎn)工藝比較落后，主要通過單種煤來進行生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量對原料煤依靠嚴重。生產(chǎn)設備的生產(chǎn)能力普遍較小，自動化程度較低，不利于大規(guī)模、連續(xù)化生產(chǎn)。同時，由于活性炭生產(chǎn)對原料要求比較高，目前只有少數(shù)煤種能完全滿足生產(chǎn)要求。

因此，有必要對活性炭的生產(chǎn)工藝進行研究，解決其對原料要求高、生產(chǎn)率低，生產(chǎn)成本高的問題，尤其是適合以生物質(zhì)為原料制備活性炭。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述活性炭的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設備落后的問題，同時提高活性炭的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，本發(fā)明提供一種適合以生物質(zhì)為原料，通過熱解氣化制備活性炭的系統(tǒng)和方法。

本發(fā)明提供了一種利用生物質(zhì)制備活性炭的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

熱解爐，其包括進料口、多個熱解油氣出口、固料出口、反應室和設在所述反應室底部的可旋轉(zhuǎn)盛放盤，所述熱解爐用于熱解原料生物質(zhì)，生成熱解油氣和殘?zhí)浚?/p>

燃燒器，其位于所述反應腔室的上部和/或下部，所述燃燒器具有燃氣入口，所述燃燒器用于對所述原料生物質(zhì)進行加熱，使其熱解；

蒸汽鍋爐，其具有水入口與水蒸氣出口，所述蒸汽鍋爐用于對水進行加熱，得到水蒸氣；

流化床，其具有固料入口、活化劑入口、廢氣出口和活性炭出口，所述固料入口與所述熱解爐的固料出口連接，所述活化劑入口與所述蒸汽鍋爐的水蒸氣出口相連，所述流化床用于對所述殘?zhí)窟M行活化，生成活性炭。

進一步地，所述系統(tǒng)還包括加熱器，其具有水蒸氣入口和活化劑出口，所述水蒸氣入口與所述蒸汽鍋爐的水蒸氣出口相連，所述活化劑出口與所述流化床的活化劑的入口連接；

所述加熱器用于對所述水蒸氣進行二次加熱。

更進一步地，所述加熱器為蓄熱式加熱器。

進一步地，所述系統(tǒng)還包括油氣分離器，其具有熱解油氣入口、熱解氣出口和熱解油水出口，所述熱解油氣入口與所述熱解爐的熱解油氣出口相連，所述熱解氣出口與所述燃燒器的燃氣入口相連；

所述油氣分離器用于對所述熱解油氣進行分離，得到熱解油水和熱解氣，并將熱解氣通入所述燃燒器內(nèi)進行燃燒。

更進一步地，所述系統(tǒng)還包括油水分離器，其具有熱解油水入口以及熱解水出口，所述熱解油水入口與所述油氣分離器的熱解油水出口相連，所述熱解水出口與所述蒸汽鍋爐的水入口相連；

所述油水分離器用于對所述熱解油水進行分離，獲得熱解油和熱解水，并將熱解水通入所述蒸汽鍋爐；

進一步地，所述系統(tǒng)還包括預處理裝置，其與所述熱解爐的進料口相連，所述預處理裝置用于對所述原料生物質(zhì)進行破碎預處理。

本發(fā)明還提供一種利用上述系統(tǒng)制備活性炭的方法，該方法具有以下步驟：

將原料生物質(zhì)送入所述熱解爐，所述燃燒器對所述原料生物質(zhì)進行加熱，產(chǎn)生燃燒煙氣，原料生物質(zhì)熱解，生成熱解油氣和殘?zhí)浚?/p>

用所述蒸汽鍋爐對水進行加熱，得到水蒸氣；

將所述殘?zhí)亢退魵夥謩e送入所述流化床，利用所述水蒸氣對所述殘?zhí)窟M行活化，生成活性炭。

進一步地，所述方法還包括以下步驟：