[發明專利]多腔串聯自熱式外加熱轉爐生物質炭化-活化裝置與方法

有效

• 申請號: 201911015124.6
• 申請日: 2019-10-24
• 公開（公告）號: CN110819363B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 張會巖;彭勃;肖睿;余加俊;葛仕福
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C10B53/00
• 分類號: C10B53/00;C10B47/30
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種多腔串聯自熱式外加熱轉爐生物質炭化?活化裝置與方法，該裝置包括多腔反應爐體、支撐傳動組件、微負壓氣路流通系統。該方法包括將烘干后的生物質原料或將炭化料和水蒸氣加入回轉的爐體，在炭化/活化腔體中沿筒體斜度向前輸送并進行熱解炭化或活化反應，炭化料與可燃油氣或活性炭和活化氣在輸送反應的過程中高溫分離；高溫油氣或活化氣在微負壓作用下進入內串聯燃燒供熱腔中燃燒，產生熱量為后續反應供熱。本發明裝置使用微負壓內串聯腔體燃燒供熱，無需單獨設置燃燒室，結構緊湊，熱利用效率高，余熱可回收，解決生物質活性炭生產過程中炭化工藝能耗高的問題。

技術領域

本發明屬于生物質資源利用技術領域，具體涉及一種多腔串聯自熱式外加熱轉爐生物質炭化-活化裝置與方法。

背景技術

活性炭是一種性能優良的吸附劑，具有物理吸附和化學吸附的雙重特性，適用廣泛。隨著工業農的發展，對其需求日益增多，在催化劑載體，廢氣、污水處理，氣體、水質凈化，溶劑的回收，浸漬液制備等各個方面均有著十分重要的應用。目前制備活性炭的原料主要包括生物質和優質煤。相比于傳統的使用煤作為原料制取活性炭，生物質原料具有來源廣泛、價格低廉、工藝簡單、污染物少等諸多優點，因而受到越來越多的關注。

制備活性炭包括物理法和化學法兩種方法，由于環境要求和經濟性要求日益提高，物理法制備活性炭越來越具優勢。使用生物質作為原料，以物理法兩步制備活性炭包括炭化和活化兩個步驟，分別需要在炭化爐和活化爐中進行。相比于煤來說，使用生物質作為原料制備活性炭對于裝置的要求更高。

目前通過生物質制備活性炭技術已得到一定的發展，但用于生物質物理法制取活性炭的炭化、活化的設備和工藝仍存在許多不足?？紤]到產品活性炭的質量，炭化過程和活化過程一般采用外熱式的爐型，現有物理法生產生物質活性炭所采用的外熱式回轉爐多需要單獨設置燃燒室，占地空間大；其轉筒一般為單一的圓筒，圓筒內除物料占用少量空間外，大部分空間沒有得到有效利用；此外，傳統外加熱的供熱方式換熱效率不高，能耗較大。研發一種緊湊、高效的外熱式生物質炭化/活化設備尤為重要。

發明內容

發明目的：為克服現有技術中存在的不足，本發明提供多腔串聯自熱式外加熱轉爐生物質炭化-活化裝置與方法，該裝置使用微負壓多腔串聯自熱式外加熱轉爐供熱，無需單獨設置燃燒室，結構緊湊，熱利用效率高，余熱可回收，可解決生物質活性炭生產過程中炭化工藝能源消耗大、生產效率低等問題。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

本發明的多腔串聯自熱式外加熱轉爐生物質炭化-活化裝置，包括多腔反應爐體、支撐傳動組件、微負壓氣路流通系統；

所述的多腔反應爐體包括：依次連接的進料口、筒體、爐尾、出料口；其中，筒體中包括同心同軸的炭化-活化腔、內串聯燃燒供熱腔，內部的炭化-活化腔為單腔結構，外部的內串聯燃燒供熱腔為串聯多腔結構，由若干個燃燒供熱腔沿周向分散布置組成，每個燃燒供熱腔通過垂直切面上的呈射線狀的析出通道一一對應連通炭化-活化腔；炭化-活化腔前端與進料口相連，后端與出料口相連，在進料口、出料口處開設有空氣孔，用于漏進空氣；

所述的支撐傳動組件包括爐體外壁上的齒圈與若干滾圈，所述齒圈固定于筒體前端外壁上，與其相連接的減速機與電機供能使其帶動筒體轉動；所述筒體外壁上間隔設置若干滾圈，滾圈底部配有用于支撐的托輪；滾圈與筒體外壁中間有墊板，存在一定的間隙，隨筒體一起轉動；

進一步的，所述的微負壓氣路流通系統包括尾氣回收輸送管道與引風機；其中，爐尾(11)上的尾氣出口與內串聯燃燒供熱腔相連，尾氣回收輸送管道前端接入爐尾上的尾氣出口，后端與引風機相連。

進一步的，進出料口上端各開設5至10個空氣孔，孔直徑為40毫米，空氣孔處由爐體內外壓差自然漏進空氣，漏進空氣量由微負壓氣路流通系統中的引風機調節。