CN105645407A - 外热式炭化法工业化麻杆制活性炭的方法及系统 - Google Patents

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    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/90—Other properties not specified above

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  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种外热式炭化法工业化麻杆制活性炭的方法及系统，输送机、烘干氧化炉、皮带输送机、切割机、链斗机、外热式炭化炉与冷却活化装置；新鲜麻杆经输送机送入烘干氧化炉；烘干部分氧化后通过皮带输送机送进切割机切割为成型粒料；成型粒料经链斗机输送进密闭的外热式炭化炉，进行炭化工序，得到炭化料；炭化料再进入冷却活化装置处理得到活性炭。既能提高活性炭制品的吸附性能和产品得率，又可以实现大规模工业化生产的炭化法工业化麻杆类制活性炭的方法及系统。

Description

外热式炭化法工业化麻杆制活性炭的方法及系统
技术领域
本专利涉及工业化活性炭制备领域，尤其是涉及一种外热式炭化法工业化麻杆制活性炭的方法及系统。
背景技术
活性炭是一种多孔性炭素材料，具有丰富的孔隙结构和巨大比表面积，被广泛应用于吸附、分离、催化和电子等诸多领域，特别在环境保护水处理和气体处理方面活性炭质材料用于烟气净化的特点是能同时脱除烟气中的多种污染物，如SO2、NOx、烟尘粒子、汞、二噁英、吠喃、重金属、挥发性有机物及其他微量元素等。
苎麻杆，汉麻杆与亚麻杆这些麻杆类的生物质炭化料或活性炭具有特殊的用途，如烟火加工原料、炭基复合肥原料等。但目前因为没有一个工业化的可靠的方法将其制成活性炭。
发明内容
本发明的目的是提供一种外热式炭化法工业化麻杆制活性炭的方法及系统，既能提高活性炭制品的吸附性能和产品得率，又可以实现大规模工业化生产的炭化法工业化麻杆类制活性炭的方法及系统。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种外热式炭化法工业化麻杆制活性炭的方法，使用麻杆生物材质制备活性炭，所述的方法包括：
新鲜麻杆经皮带输送机送入烘干氧化炉；向烘干氧化炉内通入足量的热空气，新鲜麻杆与热空气接触，对新鲜麻杆进行干燥脱水，并对新鲜麻杆表面进行部分氧化；
烘干的干燥麻杆由烘干氧化炉通过皮带输送机送进切割机，切割机将干燥麻杆自动切割为成型粒料；
成型粒料经链斗机输送进密闭的外热式炭化炉，进行炭化工序，得到炭化料；同时炭化工序看在排放的可燃气体尾气燃烧后热量供给烘干氧化炉使用；
炭化料再进入冷却活化装置处理得到活性炭。
所述的成型粒料，挥发份30～40％，水分≤15％，硬度≥80％，粒度分布范围0.60～60mm。
所述的炭化料挥发份在8.0％以下，炭化料的粒度分布范围0.4～50mm。
所述的烘干氧化炉的氧化尾气通过除尘装置排放。
一种外热式炭化法工业化麻杆制活性炭的系统，用于使用麻杆生物材质制备活性炭包括：烘干氧化炉、皮带输送机、切割机、链斗机、外热式炭化炉与冷却活化装置；
皮带输送机上设置烘干氧化炉，烘干氧化炉后端通过皮带输送机连接切割机，链斗机连接切割机与外热式炭化炉，外热式炭化炉后端连接冷却活化装置；
外热式炭化炉的可燃气体尾气排放口接燃烧器燃烧使用，热量供给烘干氧化炉。
所述的外热式炭化炉为外热式回转窑。
所述的外热式回转窑并采用分段加热。
所述的烘干氧化炉的氧化尾气排放端接除尘装置。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供外热式炭化法工业化麻杆制活性炭的方法及系统，由于在麻杆的预处理烘干工序中，采用炭化炉的可燃气体尾气干燥，去除原料中的水分和部分挥发份，既能提高活性炭制品的吸附性能和产品得率，又可以实现大规模工业化生产的炭化法工业化麻杆类制活性炭的方法及系统。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的外热式炭化法工业化麻杆制活性炭的系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的外热式炭化法工业化麻杆制活性炭的方法炭化流程参考图一；
图3为本发明实施例提供的外热式炭化法工业化麻杆制活性炭的方法炭化流程参考图二。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
另需要说明的是本文中所提到的描述方位的“上”、“下”、“左”、“右”、“前、“后”除特殊说明均不特指该方位，只是为了描述方便，所述产品的放置方向不同其描述也不尽相同。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下可理解的方位，都属于本发明的保护范围。
下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。
实施例
如图1所示，一种外热式炭化法工业化麻杆制活性炭的方法与系统，使用麻杆生物材质制备活性炭，本例以苎麻为例，其它的汉麻杆与亚麻杆也通用。具体的所述的方法可以采用图1所示的外热式炭化法工业化麻杆制活性炭的系统，所述的系统：包括：烘干氧化炉、皮带输送机、切割机、链斗机、外热式炭化炉与冷却活化装置；具体的炭化流程参考图2与图3。
皮带输送机上设置烘干氧化炉，烘干氧化炉后端通过皮带输送机连接切割机，链斗机连接切割机与外热式炭化炉，外热式炭化炉后端连接冷却活化装置；
新鲜苎麻杆经输送机送入烘干氧化炉，向烘干氧化炉内通入足量的热空气，新鲜苎麻杆与热空气接触，对新鲜苎麻杆进行干燥脱水，并对新鲜麻杆表面进行部分氧化；所述的烘干氧化炉的氧化尾气通过除尘装置排放。具体的所述的烘干氧化炉的氧化尾气排放端接除尘装置。
烘干的干燥苎麻杆由烘干氧化炉通过皮带输送机送进切割机，切割机将干燥苎麻杆自动切割为成型粒料；
所述的成型粒料，挥发份30～40％，水分≤15％，硬度≥80％，粒度分布范围0.60～60mm。
成型粒料经链斗机输送进密闭的外热式炭化炉，进行炭化工序，得到炭化料；所述的炭化料挥发份在8.0％以下，炭化料的粒度分布范围0.4～50mm。
炭化工序是气体活性法生产活性炭过程中的重要工序之一，该过程是把成型粒料在隔绝空气的条件下进行加热，使非炭元素减少，以生产出适合活化工序所需的炭质材料的工序，是活化前的准备与基础。反应以生物质的热分解为主，形成胶质体并固化而形成半焦，析出少量的苎麻焦油和气体。气体产物主要是CH4及其同系物，还有H2、CO2、CO。设备采用外热式回转窑，加热系统采用循环供热，有利于降低能耗。
所述的外热式炭化炉为外热式回转窑。所述的外热式回转窑并采用分段加热，使物料的温度实现线形升温。加热方式均采用分段(3～6段)加热，每段均采用高速烧嘴，以便缩短火焰减小设备尺寸，燃料采用天然气或燃料油。外热式回转窑在控制升温速率、温度分布等方面具有较大的优势。
同时炭化工序排放的可燃气体尾气燃烧后热量供给烘干氧化炉使用；具体的，外热式炭化炉的可燃气体尾气排放口接燃烧器燃烧使用，热量供给烘干氧化炉
炭化料再进入冷却活化装置处理得到活性炭。
本发明的处理规模可达1万吨/年以上，实现大规模工业化生产。系统采用循环供热，炭化炉排放的烟气作为烘干氧化炉的热源。
具体的炭化炉使用的外热式回转窑尺寸为φ1.5×16m，处理量为1万吨/年。麻杆在烘干氧化炉内与烟气和空气的混合气(约250℃)发生接触，主要起干燥和氧化作用，去除麻杆中的水分和部分挥发份，并对麻杆表面进行部分氧化，麻杆切割成型后经链斗输送机直接送入炭化炉，隔绝空气加热形成生物炭，其中挥发份含量为15.0～22.0％，焦油产率≤2％，硬度≥80％，粒度分布范围60～0.50mm，温度约400～600℃，炉内压力为100Pa±20Pa。炭化炉产出的炭化料直接进入冷却滚筒，通过脱盐水冷却至150℃后输送至活化系统进行活性炭的制备，或炭化料直接包装成产品外销。
本发明的优点在于：
(1)可实现大规模工业化生产，降低生产成本，提高生产效率；
(2)烘干工艺有利于提高活性炭制品的吸附率和产品得率；
(3)采用外热式回转窑，降低了产品的破损，提高了产率；
(5)采用分段加热，物料温度在窑内近似线性分布；
(6)针对外热式回转窑热效率低的缺点，采用循环供热方式，提高了能源利用率，降低了运行成本。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种外热式炭化法工业化麻杆制活性炭的方法，使用麻杆生物材质制备活性炭，其特征在于，所述的方法包括：
新鲜麻杆经皮带输送机送入烘干氧化炉；向烘干氧化炉内通入足量的热空气，新鲜麻杆与热空气接触，对新鲜麻杆进行干燥脱水，并对新鲜麻杆表面进行部分氧化；
烘干的干燥麻杆由烘干氧化炉通过皮带输送机送进切割机，切割机将干燥麻杆自动切割为成型粒料；
成型粒料经链斗机输送进密闭的外热式炭化炉，进行炭化工序，得到炭化料；同时炭化工序看在排放的可燃气体尾气燃烧后热量供给烘干氧化炉使用；
炭化料再进入冷却活化装置处理得到活性炭。
2.根据权利要求1所述的外热式炭化法工业化麻杆制活性炭的方法，其特征在于，所述的成型粒料，挥发份30～40％，水分≤15％，硬度≥80％，粒度分布范围0.60～60mm。
3.根据权利要求1或2所述的外热式炭化法工业化麻杆制活性炭的方法，其特征在于，所述的炭化料挥发份在8.0％以下，炭化料的粒度分布范围0.4～50mm。
4.根据权利要求1或2所述的外热式炭化法工业化麻杆制活性炭的方法，其特征在于，所述的烘干氧化炉的氧化尾气通过除尘装置排放。
5.一种外热式炭化法工业化麻杆制活性炭的系统，用于使用麻杆生物材质制备活性炭，其特征在于，包括：烘干氧化炉、皮带输送机、切割机、链斗机、外热式炭化炉与冷却活化装置；
皮带输送机上设置烘干氧化炉，烘干氧化炉后端通过皮带输送机连接切割机，链斗机连接切割机与外热式炭化炉，外热式炭化炉后端连接冷却活化装置；
外热式炭化炉的可燃气体尾气排放口接燃烧器燃烧使用，热量供给烘干氧化炉。
6.根据权利要求5所述的外热式炭化法工业化麻杆制活性炭的系统，其特征在于，所述的外热式炭化炉为外热式回转窑。
7.根据权利要求6所述的外热式炭化法工业化麻杆制活性炭的系统，其特征在于，所述的外热式回转窑并采用分段加热。
8.根据权利要求5所述的外热式炭化法工业化麻杆制活性炭的系统，其特征在于，所述的烘干氧化炉的氧化尾气排放端接除尘装置。
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