[發明專利]一種磷酸法活性炭的清潔生產方法

有效

• 申請號: 202111645429.2
• 申請日: 2021-12-29
• 公開（公告）號: CN114394591B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 盧元健;繆存標;方世國;劉準;鄭利
• 申請（專利權）人: 南平元力活性炭有限公司
• 主分類號: C01B32/312
• 分類號: C01B32/312;C01B32/342
• 代理公司: 廈門原創專利事務所(普通合伙) 35101
• 代理人: 高巍

本發明提供一種磷酸法活性炭的清潔生產方法，屬于活性炭生產技術領域。其方法是通過改變炭、活化過程的工藝及供熱方式，大幅度降低炭、活化尾氣量，然后采用高溫燃燒方式回收利用炭、活化尾氣中可燃性物質，實現凈化處理尾氣中有機物。并通過構建新型熱能系統，達到系統自身熱量平衡。本發明采用高濃度磷酸作為活化助劑，減少活化助劑帶入的水量，同時采用梯度多段供熱的方式，提高熱能利用效率，實現炭、活化尾氣量大幅度減少。通過多種工藝技術的結合，使得本發明磷酸法活性炭生產工藝實現尾氣清潔處理，減少尾氣排放量，同時充分回收尾氣中的熱能，提高熱效率、降低單位能耗及提高產品吸附性能及得率高的優點。

技術領域

本發明屬于活性炭生產技術領域，具體涉及一種磷酸法活性炭的清潔生產方法。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本公開的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

傳統的磷酸法活性炭采用常規濃度(45-55％)磷酸作為活化助劑，活化助劑帶水較多，炭活化過程需較多熱能蒸發活化助劑中的水。同時生產供熱采用質量低檔的農林“三剩物”燃料燃燒供熱，在爐頭或爐尾配燃燒室，燃燒的高溫熱風配風降溫至600-700℃送至炭活化爐供熱。此方法需要配大量新鮮空氣，熱能利用效率低，炭活化尾氣量大。

常規的磷酸法活性炭生產過程中的炭活化尾氣，需要采用水膜噴淋除塵、吸收法除塵、電除塵等多種除塵配套處理，處理設備復雜、電耗成本高、余熱回收利用效率低，處理過程還產生焦油等固廢，且尾氣中依然存在小分子有機物質、氣溶膠，磷酸等化學藥劑回收困難。

發明內容

本發明的目的是要提供一種磷酸法活性炭的清潔生產方法，以解決上述問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種磷酸法活性炭的清潔生產方法，包括以下步驟：

1)原料預處理：生物質原料經旋轉初篩、干燥、氣流篩篩分后，將高濃度磷酸與生物質原料進行攪拌混合，得到混合料；

2)炭活化處理：將步驟1)得到的混合料送至炭活化一體回轉爐，在炭活化一體回轉爐中分段分區域通入燃氣進行燃燒供熱，得到活化料，炭活化尾氣進行尾氣處理；

3)炭活化尾氣處理：將步驟2)得到的炭活化尾氣通入尾氣燃燒爐，通入可燃氣體進行燃燒，燃燒尾氣與干凈空氣進行換熱，換熱得到的熱風作為炭活化的補充熱風、活性炭原料、成品干燥熱風進行利用，達到系統自身熱量平衡。換熱后進入尾氣進入尾氣處理系統濃縮噴淋除霧塔回收得到干凈磷酸；

4)活化料后置處理：將步驟2)得到的活化料從活化爐尾部出料，然后配漿后依次進行磷酸梯度回收、熱水洗滌、干燥、研磨、除鐵、篩分，得到磷酸法粉末活性炭。

優選的，步驟1)催化劑為質量濃度60～80％高濃度磷酸。

優選的，步驟2)中炭活化一體回轉爐采用炭化段和活化段兩段式連體回轉爐，一體回轉爐中各區域溫度為：

炭化升溫區：250～350℃，炭化區：350～400℃，活化升溫區：400～550℃，活化保溫區：500～550℃，降溫區：350～450℃；炭化時間60～120min，活化時間30～90min。分區分段供熱調控炭活化溫度、時間，以確保炭活化過程符合生物質熱解規律，提高生物質組分轉為固定碳的得率，同時調節孔隙結構分布，得到高亞蘭、高比表面積的活性炭。

進一步的，步驟3)中尾氣燃燒溫度800～1100℃，燃燒后氧含量小于10％，換熱后空氣溫度為350～650℃，回用于原料干燥、成品干燥、炭活化補熱，達到系統自身熱量平衡。

進一步的，換熱后尾氣進入3個或3個以上串聯噴淋除霧塔濃縮、回收磷酸，噴淋除霧塔采用串聯連接，下進上出的形式，噴淋塔內具有除霧格柵層，處理后的尾氣溫度為60～100℃。