[發明專利]一種利用太陽能供熱的活性炭制備系統

有效

• 申請號: 202011132094.X
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112279248B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 袁浩然;李德念;陽濟章;陳勇
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所;南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）
• 主分類號: C01B32/39
• 分類號: C01B32/39;C01B32/336;F24S23/30;F24S10/70;F24S60/30;F28D20/00
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 周友元;莫瑤江

本發明公開了一種利用太陽能供熱的活性炭制備系統，包括聚光系統、活化介質儲存加熱系統、高溫導熱油加熱系統、活化系統以及尾氣排放系統，聚光系統同時與活化介質儲存加熱系統和高溫導熱油加熱系統連接，活化介質儲存加熱系統和高溫導熱油加熱系統均與活化系統連接，尾氣排放系統與活化系統連接；聚光系統用于將太陽光聚焦轉化為熱能；活化介質儲存加熱系統用于加熱活性炭制備所需的活化介質；高溫導熱油加熱系統用于加熱為活性炭制備提供適當溫度環境的導熱油；活化系統用于發生反應生成活性炭；尾氣排放系統用于收集處理活化系統生成的尾氣和粉塵。本發明具有使用安全可靠、能源充分利用的優點，可用于各種活性炭的制備。

技術領域

本發明涉及活性炭制備技術領域，具體涉及一種利用太陽能供熱的活性炭制備系統。

背景技術

活性炭是一種內部孔隙發達，吸附能力強，髙孔隙率，由各種無定形碳基材料制成的高表面積碳材料。這些破原子會形成不規則的交聯芳族片，具體結構與原料有關，且碳原子極易被其他雜原子(如氧原子)隨機取代。如今，活性炭被應用到許多領域，包括水凈化和污染處理，空氣和氣體凈化(機動車尾氣控制，香煙過濾嘴等)，電子和能源方面以及食品和制藥行業(Chemical Reviews.2014,114(20):10613-10653.)。

通過熱解法(即碳化)制備活性炭的技術如今已經成熟，通過控制碳化和活化過程中的不同變量可調控最終產品的孔隙率。眾所周知，碳化指在隔絕空氣的條件下對原材料加熱，溫度一般控制在600℃以下，碳化過程中材料有兩次分解：在200-400℃之間發生一次分解，在高于400℃時固體基質中繼續發生二次分解。活化分為物理活化和化學活化，物理活化指水蒸氣活化和二氧化碳活化，化學活化包括堿(KOH)活化、氯化鋅活化、磷酸活化和((NH₄)₂HPO₂(磷酸銨)活化，而為這些活化提供能量的是電能、天然氣、煤，這無疑會使成本及能耗大大增加。因此，急需一種更加清潔和和來源更廣、取之方便的能量來源。

太陽能就是一種非常不錯的選擇。太陽能是一種取之不盡、用之不竭的可再生能源，每年到達地球表面的輻射能約為130萬億噸標準煤。太陽能主要有兩種利用途徑：通過光電池把太陽輻射能轉化為電能，常見的有太陽能電池；通過太陽能集熱器把太陽輻射轉化為熱能，最簡單的有太陽能熱水器。太陽能熱水器、中溫熱發電和光伏發電均已進入商業化應用，但在高溫熱化物理活化(水蒸氣或二氧化碳活化)方面，還不夠成熟。太陽能供熱活性炭制備技術是在高溫狀態下利用太陽能形成的高溫進行的活性炭物理活化過程。在這個過程當中，太陽能熱解技術將成為一種新型節能環保技術，對于拓展其它的生物質材的熱解活化方面有重大意義。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種利用太陽能供熱的活性炭制備系統。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種利用太陽能供熱的活性炭制備系統，包括聚光系統、活化介質儲存加熱系統、高溫導熱油加熱系統、活化系統以及尾氣排放系統，所述聚光系統同時與活化介質儲存加熱系統和高溫導熱油加熱系統連接，所述活化介質儲存加熱系統和高溫導熱油加熱系統均與活化系統連接，所述尾氣排放系統與活化系統連接；

所述聚光系統用于將太陽光聚焦轉化為熱能，為活化介質儲存加熱系統和高溫導熱油加熱系統提供熱量；

所述活化介質儲存加熱系統用于加熱活性炭制備所需的活化介質并提供至活化系統內；

所述高溫導熱油加熱系統用于加熱為活性炭制備提供適當溫度環境的導熱油并提供至活化系統內；

所述活化系統用于發生反應生成活性炭；

所述尾氣排放系統用于收集處理活化系統生成的尾氣和粉塵。