CN106698420A - 利用醋糟制备活性炭的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了利用醋糟制备活性炭的方法和系统。其中，该方法包括：(1)将醋糟进行烘干处理，以便得到醋糟物料；(2)将所述醋糟物料供给至旋转床热解炉进行热解处理，以便得到热解油气和醋糟炭；(3)将所述热解油气供给至气液分离装置进行气液分离处理，以便得到热解气和焦油；(4)将所述焦油作为燃料供给至直燃锅炉，以便得到高温蒸汽；以及(5)将所述醋糟炭和所述高温蒸汽供给至回转式活化炉内，以便对所述醋糟炭进行活化处理，获得活性炭和高温烟气。该方法可以将醋糟热解得到的醋糟炭深加工为高附加值的活性炭，并且无需外加能源，低碳环保，特别适合大规模推广。

Description

利用醋糟制备活性炭的方法和系统

技术领域

本发明涉及能源化工领域，具体而言，本发明涉及利用醋糟制备活性炭的方法和系统。

背景技术

醋糟是一种大宗高湿度的固体废弃物。在制醋行业，每天有大量的醋糟产生，它含湿量大、盐度高、散发大量臭气、占用空间资源大、酸性强、自然化解慢，直接对环境造成了严重的污染。为此，对醋糟进行资源化利用，将其变废为宝迫在眉睫。目前，对醋糟的资源化利用还比较少，大多数情况下是将醋糟作为饲料原料、食用菌栽培料或植物无土栽培基质等加以利用。其中，由于醋糟蛋白质含量比较低、粗纤维含量高，所以将醋糟作为饲料时消化率降低、适口性较差；作为食用菌栽培料或植物无土栽培基质存在着使用量较少等问题。

醋糟是生物质的一种，可应用于目前所有生物质的利用技术。目前，国内外生物质利用技术种类繁多、技术复杂多样，总体思路均是将生物质转化为固态、液态或者气态的燃料加以高效利用，其中主要的方法有：直接燃烧技术、生物质转化技术、热化学转化技术、液化技术等。其中直接燃烧技术主要是生物质焚烧发电，可实现生物质的减量化并转化为高品质的电能，但是焚烧污染严重，转化效率低，主要依靠政府补贴，其发展受到制约；生物质转化技术主要包括沼气池和大中型厌氧消化，可实现居民的生活用气、供暖等，但是装置规模小，对原料性质要求较高，分散在乡村缺乏技术指导，容易发生危险；生物质液化技术以提炼植物油、制取乙醇、甲醇为主，但是技术复杂，产品单一，目前成本较高，洁净程度要求高；热化学转化技术主要包括生物质气化、热解技术、闪速热解液化技术等，该技术是目前生物质利用技术中前景较好、环境友好的方法，其中热解技术可实现生物质的彻底减量化、稳定化和资源化利用，醋糟以其特殊的性质，挥发分高、灰分少，热解后可得到高热值的生物油和燃气，高品质的醋糟炭和木醋液，醋糟炭灰分极低，是制备活性炭的优质原料，燃气可满足加热设备自用，生物油和木醋液可作为化学原料加以利用，是目前最有前景的且最符合醋糟特性的利用技术之一。

现有醋糟利用技术存在着环境二次污染、能源消耗量大、产品单一或者产品深加工程度低导致经济价值较低等问题。因而，目前醋糟再利用方法有待进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出利用醋糟方法和系统。该方法可以将醋糟热解得到的醋糟炭深加工为高附加值的活性炭，并且无需外加能源，低碳环保，特别适合大规模推广。

在本发明的第一方面，本发明提出了一种利用醋糟制备活性炭的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)将醋糟进行烘干处理，以便得到醋糟物料；(2)将所述醋糟物料供给至旋转床热解炉进行热解处理，以便得到热解油气和醋糟炭；(3)将所述热解油气供给至气液分离装置进行气液分离处理，以便得到热解气、焦油；(4)将所述焦油作为燃料供给至直燃锅炉，以便得到高温蒸汽；以及(5)将所述醋糟炭和所述高温蒸汽供给至回转式活化炉内，以便对所述醋糟炭进行活化处理，获得活性炭和高温烟气。

由此，根据本发明实施例的利用醋糟制备活性炭的方法通过将烘干后的醋糟供给至旋转床热解炉进行热解处理，得到热解油气和醋糟炭，热解油气经气液分离后，得到热解气、焦油，其中焦油可以作为燃料供给至直燃锅炉，使直燃锅炉燃烧产生高温蒸汽，无需为直燃锅炉外加能源，进而将高温蒸汽和醋糟热解得到的醋糟炭供给至回转式活化炉进行活化处理，得到活性炭和高温烟气。该方法以热解技术为基础，对产品加以充分利用，并且对产品进行深度加工的醋糟绝氧热解制备活性炭，同时副产焦油满足自用的一体化方法可彻底避免二次污染，实现能源自给自足，并且大大增加产品的附加值。

另外，根据本发明上述实施例的利用醋糟制备活性炭的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述旋转床热解炉内具有预热区、过渡区和产气区，使所述醋糟物料依次经过所述预热区、所述过渡区和所述产气区，以便完全所述热解处理，

其中，所述预热区内的温度为低于150摄氏度、所述过渡区内的温度为150-350摄氏度，所述产气区内的温度为350-600摄氏度。由此可以进一步提高热解效率。

在本发明的一些实施例中，(6)将所述热解气的一部分作为燃料分别供给至所述旋转床热解炉内的蓄热式燃烧辐射管。由此，可以进一步降低利用醋糟制备活性炭的方法的能耗。

在本发明的一些实施例中，所述利用醋糟制备活性炭的方法进一步包括：(7)将所述热解气的另一部分作为燃料分别供给至所述回转式活化炉内的催化燃烧器。由此，可以进一步降低利用醋糟制备活性炭的方法的能耗。

在本发明的一些实施例中，所述利用醋糟制备活性炭的方法进一步包括：(8)在将所述热解气供给至所述催化燃烧器之前，预先将所述热解气与所述高温蒸汽进行换热处理，以便利用所述高温蒸汽对所述热解气进行加热，任选地，利用所述高温蒸汽对所述热解气加热至600摄氏度。由此，可以显著提高后续活化处理的效率。

在本发明的一些实施例中，步骤(1)和步骤(2)中，利用烘干螺旋进料机对所述醋糟进行烘干处理，并将所述醋糟物料供给至旋转床热解炉内，任选地，将高温烟气作为热源供给至所述烘干螺旋进料机内。由此可以进一步提高利用醋糟制备活性炭的效率。

在本发明的一些实施例中，步骤(5)中，所述活化处理是在800～950摄氏度下完成的。由此，可以进一步提高所述活化处理的效率。

在本发明的第二方面，本发明提出了一种实施上述实施例的利用醋糟制备活性炭的方法的系统。根据本发明的实施例，该系统包括：烘干装置，所述烘干装置具有醋糟入口和醋糟物料出口；旋转床热解炉，所述旋转床热解炉具有进料区、预热区、过渡区、产气区和出料区，所述进料区具有醋糟物料入口，所述预热区、所述过渡区和所述产气区中设置有多个蓄热式燃烧辐射管，所述产气区具有热解油气出口，所述出料区具有醋糟炭出口，所述醋糟炭出口连接有螺旋出料器，所述醋糟物料入口与所述醋糟物料出口相连；气液分离装置，所述气液分离装置具有热解油气入口、热解气出口、焦油出口；直燃锅炉，所述直燃锅炉具有燃料入口和高温蒸汽出口，所述燃料入口与所述焦油出口相连；回转式活化炉，所述回转式活化炉内具有催化燃烧器且与所述催化燃烧器依次相连设置有加热区、活化区和降温区，所述加热区具有醋糟炭入口，所述醋糟炭入口与所述螺旋出料器相连，所述活化区内设置有多个高温蒸汽喷口，所述高温蒸汽喷口与所述高温蒸汽出口相连，所述降温区具有高温烟气出口和活性炭出口。

由此，根据本发明实施例的利用醋糟制备活性炭的系统通过采用烘干装置将醋糟烘干后，供给至旋转床热解炉进行热解处理，得到热解油气和醋糟炭，热解油气经气液分离装置处理后，得到热解气和焦油，而焦油可以作为燃料供给至直燃锅炉，使直燃锅炉燃烧产生高温蒸汽，无需为直燃锅炉外加能源，进而将高温蒸汽和醋糟热解得到的醋糟炭供给至回转式活化炉进行活化处理，得到活性炭和高温烟气。该系统实现了醋糟的充分利用，将醋糟醋糟炭深加工为高附加值的活性炭，且能耗较低，对环境友好，特别适合大规模推广。

另外，根据本发明上述实施例的利用醋糟制备活性炭的系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述制备活性炭的系统进一步包括：所述热解气出口与所述旋转床热解炉内的蓄热式燃烧辐射管相连。由此，可以将所述热解气作为所述蓄热式燃烧辐射管的燃料气，从而显著降低系统的能耗。

在本发明的一些实施例中，所述制备活性炭的系统进一步包括：所述热解气出口与所述回转式活化炉内的催化燃烧器相连。由此，可以将所述热解气作为所述催化燃烧器的燃料气，从而进一步降低系统的能耗。

在本发明的一些实施例中，上述利用醋糟制备活性炭的系统进一步包括：换热器，所述换热器具有热解气入口、高温热解气出口、高温蒸汽入口和低温蒸汽出口，所述热解气入口与所述气液分离装置的热解气出口相连，所述高温热解气出口与所述回转式活化炉内的催化燃烧器相连，所述高温蒸汽入口与所述直燃锅炉的高温蒸汽出口相连。由此，可以显著提高活化处理的效率。

在本发明的一些实施例中，所述烘干装置为烘干螺旋进料机。

在本发明的一些实施例中，将高温烟气出口与所述烘干螺旋进料机内的加热夹套相连。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的利用醋糟制备活性炭的方法流程示意图；

图2是根据本发明再一个实施例的利用醋糟制备活性炭的方法流程示意图；

图3是根据本发明一个实施例的利用醋糟制备活性炭的系统结构示意图；

图4是根据本发明再一个实施例的利用醋糟制备活性炭的系统结构示意图；

图5是根据本发明又一个实施例的利用醋糟制备活性炭的系统结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的第一方面，本发明提出了一种利用醋糟制备活性炭的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)将醋糟进行烘干处理，以便得到醋糟物料；(2)将所述醋糟物料供给至旋转床热解炉进行热解处理，以便得到热解油气和醋糟炭；(3)将所述热解油气供给至气液分离装置进行气液分离处理，以便得到热解气和焦油；(4)将所述焦油作为燃料供给至直燃锅炉，以便得到高温蒸汽；以及(5)将所述醋糟炭和所述高温蒸汽供给至回转式活化炉内，以便对所述醋糟炭进行活化处理，获得活性炭和高温烟气。

下面对根据本发明实施例的利用醋糟制备活性炭的方法进行详细描述，参考图1和图2，该方法包括：

S100：烘干处理

该步骤中，将醋糟进行烘干处理，以便得到醋糟物料。根据本发明的具体实施例，可以将醋糟经进料口送入外热式烘干器进行脱水，具体可以将醋糟的含水率降至低于20重量％。由此可以便于后续的热解处理，提高热解处理效率。

根据本发明的具体实施例，烘干处理步骤中，可以利用烘干螺旋进料机对所述醋糟进行烘干处理，并将所述醋糟物料供给至旋转床热解炉内。根据本发明的具体示例，可以将活化处理产生的高温烟气作为热源供给至所述烘干螺旋进料机内。

根据本发明的具体示例，烘干螺旋进料机具有加热夹套，将活化处理产生的高温烟气送入加热夹套内，热量高效传递给烘干螺旋。由此在烘干的同时将烘干后的醋糟物料至旋转床热解炉内，进而可以进一步提高烘干效果，同时提高处理醋糟效率。具体地，采用烘干螺旋进料机可将含水率50％的醋糟烘干至20％，使得入炉醋糟的热值达到16.7MJ/kg。

S200：热解处理

该步骤中，将S100中得到的醋糟物料供给至旋转床热解炉进行热解处理，以便得到热解油气和醋糟炭。根据本发明的实施例，可以将高温的醋糟炭直接送入回转式活化炉中，充分利用热能，节省了能源。

根据本发明的实施例，热解处理的条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，热解处理可以在350-600摄氏度下进行。发明人发现，如果热解处理的温度过低，则无法使醋糟中的大分子有机物有效地分解为焦油等小分子化合物；而如果热解处理的温度过高，则会使能耗增大。

根据本发明的具体实施例，经过烘干处理的醋糟的含水量依然比较高，所以，本申请采用的旋转床热解炉内具有预热区、过渡区和产气区，使所述醋糟物料依次经过所述预热区、所述过渡区和所述产气区，以便完全所述热解处理，其中，所述预热区内的温度为低于150摄氏度、所述过渡区内的温度为150-350摄氏度，所述产气区内的温度为350-600摄氏度。发明人将醋糟的热解处理分为三个过程进行，包括预热区内进行干燥、过渡区内挥发分析出、产气区内高分子裂解，三个过程随温度升高依次发生。在旋转床热解炉内的预热区、过渡区和产气区设置数目不等的辐射管，通过辐射管对各区精确控温，使醋糟热解彻底。

S300：气液分离处理

该步骤中，将热解油气供给至气液分离装置进行气液分离处理，以便得到热解气和焦油。具体地，得到的热解气和焦油均具有一定的热值，可以进一步作为后续步骤中所需的燃料气加以利用。其中，根据本发明实施例，热解气产率可达入炉原料的42％，满足系统自用，多余热解气可通入直燃锅炉产蒸汽。

S400：产生高温蒸汽

该步骤中，将S300中得到的焦油作为燃料供给至直燃锅炉，以便得到高温蒸汽。根据本发明的实施例，得到的高温蒸汽可以满足后续活化处理中所需的蒸汽量，从而可以降低活化处理的能耗。

根据本发明实施例，焦油产率可达入炉原料的12％，因此，将其作为燃料供给至直燃锅炉可产生足够的蒸汽供活性炭活化，多余蒸汽可用于厂内供暖或提供生活热水。

S410：热解气再利用

该步骤中，将S300中得到的热解气的一部分分别供给至旋转床热解炉内的蓄热式燃烧辐射管。同时，将S300中得到的热解气的另一部分分别供给至回转式活化炉内的催化燃烧器。根据本发明的实施例，热解气具有一定的热值，可以作为蓄热式燃烧辐射管和催化燃烧器的燃料气加以利用，无需另外通入额外的燃料气，从而可以降低热解处理和活化处理的能耗。

S420：换热处理

该步骤中，在将热解气供给至催化燃烧器之前，预先经热解气与高温蒸汽进行换热处理，以便利用高温蒸汽对热解气进行加热。催化燃烧器的燃料为热解气，由于热解气经过气液分离处理得到，其热值较低，在通入催化燃烧器之前与直燃锅炉所产高温蒸汽进行换热，将热解气温度提升至600℃左右，这样可使低热值的热解气达到与高热值得天然气同等的加热效果。进而提高热解炭的活化效果。

S500：活化处理

该步骤中，将醋糟炭和高温蒸汽供给至回转式活化炉内，以便对醋糟炭进行活化处理，获得活性炭和高温烟气。具体地，根据本发明的实施例，首先启动回转式活化炉内的催化燃烧器，并使其中的过剩空气系数为2，使S300中得到的热解气在蘸有催化剂的蜂窝状堇青石载体表面稳定无焰燃烧，从而向回转式活化炉中以辐射的方式传递热量，进一步地，向醋糟炭喷洒S400中蒸汽锅炉产生的高温蒸汽，使醋糟炭的温度进一步升高，同时通过与高温蒸汽的不断接触不断活化，生成活性炭。

根据本发明的实施例，活化处理的条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，活化处理是在800～950摄氏度下完成的。具体地，回转式活化炉首先被加热至800℃，并保证炉内的含氧量，其热量来源于催化燃烧器，由于催化燃烧是贫燃料、富氧燃烧，满足活化炉内的含氧量；根据本发明的实施例，催化燃烧后的烟气中，氧含量9％左右，二氧化碳含量5％左右，保证活化炉内含氧量的同时，二氧化碳也可与醋糟炭中的炭黑反应，提高活性炭的品质；同时，催化燃烧烟气中污染物含量极低，CO低于4mg/m³，NO_X含量低于10mg/m³，污染物近零排放。

根据本发明的具体实施例，S100烘干处理和200热解处理中，利用烘干螺旋进料机对所述醋糟进行烘干处理，并将所述醋糟物料供给至旋转床热解炉内。根据本发明的具体示例，可以将活化处理产生的高温烟气作为热源供给至所述烘干螺旋进料机内。

根据本发明的具体示例，烘干螺旋进料机具有加热夹套，将活化处理产生的高温烟气送入加热夹套内，热量高效传递给烘干螺旋。由此在烘干的同时将烘干后的醋糟物料至旋转床热解炉内，进而可以进一步提高烘干效果，同时提高处理醋糟效率。具体地，采用烘干螺旋进料机可将含水率50％的醋糟烘干至20％，使得入炉醋糟的热值达到16.7MJ/kg。

由此，根据本发明实施例的利用醋糟制备活性炭的方法通过将经烘干的醋糟供给至旋转床热解炉进行热解处理，得到热解油气和醋糟炭，热解油气经气液分离后，得到热解气和焦油，而焦油可以作为燃料供给至直燃锅炉，使直燃锅炉燃烧产生高温蒸汽，热解气的可以分别作为燃料气供给至旋转床热解炉内的蓄热式燃烧辐射管和回转式活化炉内的催化燃烧器，从而无需为直燃锅炉、蓄热式燃烧辐射管和催化燃烧器外加能源，进而将高温蒸汽和醋糟热解得到的醋糟炭供给至回转式活化炉进行活化处理，得到活性炭和高温烟气。经计算，生产1t活性炭需要2t高温蒸汽和2.5～3t醋糟炭。该方法实现了醋糟的充分利用，将醋糟醋糟炭深加工为高附加值的活性炭，且能耗较低，对环境友好，特别适合大规模推广。

在本发明的第二方面，本发明提出了一种实施上述实施例的利用醋糟制备活性炭的方法的系统。根据本发明的实施例，该系统包括：烘干装置100、旋转床热解炉200、气液分离装置300、直燃锅炉400和回转式活化炉500。其中，烘干装置100具有醋糟入口101和醋糟物料出口102；旋转床热解炉200具有进料区210、预热区220、过渡区230、产气区240和出料区250，进料区210具有醋糟物料入口201，预热区220、过渡区230和产气区240中设置有多个蓄热式燃烧辐射管20，产气区240具有热解油气出口202，出料区250具有醋糟炭出口203，醋糟炭出口203连接有螺旋出料器21，醋糟物料入口201与醋糟物料出口102相连；气液分离装置300具有热解油气入口301、热解气出口302和焦油出口303；直燃锅炉400具有燃料入口401和高温蒸汽出口402，燃料入口401与焦油出口303相连；回转式活化炉500内具有催化燃烧器50且与催化燃烧器50依次相连设置有加热区510、活化区520和降温区530，加热区510具有醋糟炭入口501，醋糟炭入口501与螺旋出料器21相连，活化区520内设置有多个高温蒸汽喷口51，高温蒸汽喷口51与高温蒸汽出口402相连，降温区530具有高温烟气出口502和活性炭出口503。

下面参考图3～5对根据本发明实施例的利用醋糟制备活性炭的系统进行详细描述：

根据本发明的实施例，烘干装置100具有醋糟入口101和醋糟物料出口102，烘干装置100适于将醋糟进行烘干处理，以便得到醋糟物料。根据本发明的具体实施例，可以将醋糟经进料口送入外热式的烘干装置100内进行脱水，具体可以将醋糟的含水率降至低于20重量％。由此可以便于后续的热解处理，提高热解处理效率。

根据本发明的具体实施例，烘干装置100为烘干螺旋进料机。根据本发明的具体示例，高温烟气出口502与烘干螺旋进料机内的加热夹套110相连。由此利用烘干螺旋进料机对所述醋糟进行烘干处理，并将所述醋糟物料供给至旋转床热解炉内。根据本发明的具体示例，可以将活化处理产生的高温烟气作为热源供给至所述烘干螺旋进料机内。

根据本发明的具体示例，烘干螺旋进料机具有加热夹套110，将活化处理产生的高温烟气送入加热夹套内，热量高效传递给烘干螺旋。由此在烘干的同时将烘干后的醋糟物料至旋转床热解炉内，进而可以进一步提高烘干效果，同时提高处理醋糟效率。具体地，采用烘干螺旋进料机可将含水率50％的醋糟烘干至20％，使得入炉醋糟的热值达到16.7MJ/kg。

根据本发明的实施例，旋转床热解炉200具有进料区210、预热区220、过渡区230、产气区240和出料区250，进料区210具有醋糟物料入口201，预热区220、过渡区230和产气区240中设置有多个蓄热式燃烧辐射管20，产气区240具有热解油气出口202，出料区250具有醋糟炭出口203，醋糟炭出口203连接有螺旋出料器21，醋糟物料入口201与醋糟物料出口102相连，旋转床热解炉200适于将烘干装置100中得到的醋糟物料供给至旋转床热解炉进行热解处理，以便得到热解油气和醋糟炭。

根据本发明的实施例，可以通过调节蓄热式燃烧辐射管烧嘴的开度设置预热区220的温度低于150摄氏度，过渡区230的温度为150-350摄氏度，产气区的温度为350-600摄氏度。此在预热区和过渡区内可以逐渐地对醋糟进行加热处理，达到烘干的目的，进而可以进一步提高热解效率。

根据本发明的实施例，气液分离装置300具有热解油气入口301、热解气出口302和焦油出口303，气液分离装置300适于将旋转床热解炉200产生热解油气进行气液分离处理，以便得到热解气、焦油。具体地，得到的热解气和焦油均具有一定的热值，可以进一步作为后续步骤中所需的燃料气加以利用。其中，根据本发明实施例，热解气产率可达入炉原料的42％，满足系统自用，多余热解气可通入直燃锅炉产蒸汽。

根据本发明的实施例，直燃锅炉400具有燃料入口401和高温蒸汽出口402，燃料入口401与焦油出口303相连，直燃锅炉400适于利用气液分离装置300中得到的焦油作为燃料进行燃烧，以便得到高温蒸汽。根据本发明的实施例，得到的高温蒸汽可以满足后续活化处理中所需的蒸汽量，从而可以降低活化处理的能耗。

根据本发明的实施例，如图4所示，热解气出口302与旋转床热解炉200内的蓄热式燃烧辐射管20相连，根据本发明的实施例，热解气具有一定的热值，可以作为蓄热式燃烧辐射管的燃料气加以利用，无需另外通入额外的燃料气，从而可以降低旋转床热解炉200内热解处理的能耗。

根据本发明的实施例，回转式活化炉500内具有催化燃烧器50且与催化燃烧器50依次相连设置有加热区510、活化区520和降温区530，加热区210具有醋糟炭入口501，醋糟炭入口501与螺旋出料器21相连，活化区520内设置有多个高温蒸汽喷口51，高温蒸汽喷口51与高温蒸汽出口402相连，降温区530具有高温烟气出口502和活性炭出口503，回转式活化炉500适于对旋转床热解炉200得到的醋糟炭进行活化处理，获得活性炭和高温烟气。具体地，根据本发明的实施例，首先启动回转式活化炉内的催化燃烧器，并使其中的过剩空气系数为2，使气液分离装置中得到的热解气在蘸有催化剂的蜂窝状堇青石载体表面稳定无焰燃烧，从而向回转式活化炉中以辐射的方式传递热量，进一步地，向醋糟炭喷洒S400中蒸汽锅炉产生的高温蒸汽，使醋糟炭的温度进一步升高，同时通过与高温蒸汽的不断接触不断活化，生成活性炭。此外，回转式热解炉中的二氧化碳还可以与醋糟炭中的炭黑反应，从而提高制备得到的活性炭的品质，进一步增加活性炭的比表面积。

根据本发明的实施例，如图4所示，热解气出口302与回转式活化炉500内的催化燃烧器50相连，根据本发明的实施例，热解气具有一定的热值，可以作为催化燃烧器的燃料气加以利用，无需另外通入额外的燃料气，从而可以降低回转式活化炉500内热解处理和能耗。

根据本发明的实施例，活化处理的条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，活化处理是在800～950摄氏度下完成的。发明人发现，采用该温度进行活化处理，可以显著提高活化处理的效率并提高制备得到的活性炭的品质。

进一步地，根据本发明的实施例，S500中产生的高温烟气与准备供给至催化燃烧器的热解气进行换热处理后，经旋风除尘后达标排放。由于采用催化燃烧器对回转式活化炉进行加热，高温烟气经除尘后的尾气中污染物含量极低，其中CO含量不高于4毫克/立方米，NO_x含量不高于10毫克/立方米。

如图5所示，根据本发明实施例的利用醋糟制备活性炭的系统进一步包括：换热器600。

根据本发明的实施例，换热器600具有热解气入口601、高温热解气出口602、高温蒸汽出口603和低温蒸汽出口604，热解气入口601与气液分离装置300的热解气出口302相连，高温热解气出口602与回转式活化炉500内的催化燃烧器50相连，高温蒸汽入口603与直燃锅炉400的高温蒸汽出口402相连，换热器600适于在将热解气供给至催化燃烧器50之前，预先经热解气与高温蒸汽进行换热处理，以便利用高温蒸汽对热解气进行加热。

由此通过换热器600在将热解气供给至催化燃烧器之前，预先经热解气与高温蒸汽进行换热处理，以便利用高温蒸汽对热解气进行加热。催化燃烧器的燃料为热解气，由于热解气经过气液分离处理得到，其热值较低，在通入催化燃烧器之前与直燃锅炉所产高温蒸汽进行换热，将热解气温度提升至600℃左右，这样可使低热值的热解气达到与高热值得天然气同等的加热效果。进而提高热解炭的活化效果。

由此，根据本发明实施例的利用醋糟制备活性炭的系统通过采用烘干装置将醋糟烘干后，供给至旋转床热解炉进行热解处理，得到热解油气和醋糟炭，热解油气经气液分离后，得到热解气和焦油，而焦油可以作为燃料供给至直燃锅炉，使直燃锅炉燃烧产生高温蒸汽，热解气可以分别作为燃料气供给至旋转床热解炉内的蓄热式燃烧辐射管和回转式活化炉内的催化燃烧器，从而无需为直燃锅炉、蓄热式燃烧辐射管和催化燃烧器外加能源，进而将高温蒸汽和醋糟热解得到的醋糟炭供给至回转式活化炉进行活化处理，得到活性炭和高温烟气。经计算，生产1t活性炭需要2t高温蒸汽和2.5～3t醋糟炭。该系统实现了醋糟的充分利用，将醋糟醋糟炭深加工为高附加值的活性炭，且能耗较低，对环境友好，特别适合大规模推广。

根据本发明上述实施例的利用醋糟制备活性炭的方法和系统至少具有下列优点之一：

(1)彻底实现了醋糟的减量化、稳定化和资源化利用，并且所产焦油、燃气可满足自身用能，无飞灰等危险废弃物产生，无二次污染，同时产出的木醋液可制备高效的杀虫剂，实现了以生物元素治生物，不会造成农药残留，是节能、环保、高效的醋糟处理处置技术；

(2)将旋转床热解炉与回转式活化炉进行耦合，对于醋糟产品单一、附加值较低等问题，此技术可将醋糟热解炭深加工为附加值更高的活性炭，并且无需外加能源；将高温的醋糟炭直接送入回转式活化炉中，充分利用热能，节省了能源；

(3)催化燃烧是贫燃料、富氧燃烧，满足活化炉内的含氧量；根据本发明的实施例，催化燃烧后的烟气中，氧含量9％左右，二氧化碳含量5％左右，保证活化炉内含氧量的同时，二氧化碳也可与醋糟炭中的炭黑反应，提高活性炭的品质；

(4)催化燃烧烟气中污染物含量极低，CO低于4mg/m3,NOX含量低于10mg/m3，使得活化后的污染物近零排放，是高效、节能、环保、低碳的设备，适合大规模推广。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种利用醋糟制备活性炭的方法，其特征在于，包括：

(1)将醋糟进行烘干处理，以便得到醋糟物料；

(2)将所述醋糟物料供给至旋转床热解炉进行热解处理，以便得到热解油气和醋糟炭；

(3)将所述热解油气供给至气液分离装置进行气液分离处理，以便得到热解气和焦油；

(4)将所述焦油作为燃料供给至直燃锅炉，以便得到高温蒸汽；以及

(5)将所述醋糟炭和所述高温蒸汽供给至回转式活化炉内，以便对所述醋糟炭进行活化处理，获得活性炭和高温烟气。

2.根据权利要求1所述的方法，所述旋转床热解炉内具有预热区、过渡区和产气区，使所述醋糟物料依次经过所述预热区、所述过渡区和所述产气区，以便完全所述热解处理，

其中，所述预热区内的温度为低于150摄氏度、所述过渡区内的温度为150-350摄氏度，所述产气区内的温度为350-600摄氏度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

(6)将所述热解气的一部分作为燃料分别供给至所述旋转床热解炉内的蓄热式燃烧辐射管。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括：

(7)将所述热解气的另一部分作为燃料分别供给至所述回转式活化炉内的催化燃烧器。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，进一步包括：

(8)在将所述热解气供给至所述催化燃烧器之前，预先将所述热解气与所述高温蒸汽进行换热处理，以便利用所述高温蒸汽对所述热解气进行加热，

任选地，利用所述高温蒸汽对所述热解气加热至600摄氏度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中，利用烘干螺旋进料机对所述醋糟进行烘干处理，并将所述醋糟物料供给至旋转床热解炉内，

任选地，将高温烟气作为热源供给至所述烘干螺旋进料机内。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中，所述活化处理是在800～950摄氏度下完成的。

8.一种实施权利要求1-7中任一项所述利用醋糟制备活性炭的方法的系统，其特征在于，包括：

烘干装置，所述烘干装置具有醋糟入口和醋糟物料出口；

旋转床热解炉，所述旋转床热解炉具有进料区、预热区、过渡区、产气区和出料区，所述进料区具有醋糟物料入口，所述预热区、所述过渡区和所述产气区中设置有多个蓄热式燃烧辐射管，所述产气区具有热解油气出口，所述出料区具有醋糟炭出口，所述醋糟炭出口连接有螺旋出料器，所述醋糟物料入口与所述醋糟物料出口相连；

气液分离装置，所述气液分离装置具有热解油气入口、热解气出口、焦油出口；

直燃锅炉，所述直燃锅炉具有燃料入口和高温蒸汽出口，所述燃料入口与所述焦油出口相连；

回转式活化炉，所述回转式活化炉内具有催化燃烧器且与所述催化燃烧器依次相连设置有加热区、活化区和降温区，所述加热区具有醋糟炭入口，所述醋糟炭入口与所述螺旋出料器相连，所述活化区内设置有多个高温蒸汽喷口，所述高温蒸汽喷口与所述高温蒸汽出口相连，所述降温区具有高温烟气出口和活性炭出口。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，进一步包括：所述热解气出口与所述旋转床热解炉内的蓄热式燃烧辐射管相连。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，进一步包括：所述热解气出口与所述回转式活化炉内的催化燃烧器相连。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，进一步包括：换热器，所述换热器具有热解气入口、高温热解气出口、高温蒸汽入口和低温蒸汽出口，所述热解气入口与所述气液分离装置的热解气出口相连，所述高温热解气出口与所述回转式活化炉内的催化燃烧器相连，所述高温蒸汽入口与所述直燃锅炉的高温蒸汽出口相连。

12.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述烘干装置为烘干螺旋进料机，

任选地，高温烟气出口与所述烘干螺旋进料机内的加热夹套相连。