CN109126694B - 一种生物焦炭物理化学联合活化装置 - Google Patents

Abstract

一种生物焦炭物理化学联合活化装置，包括活化箱，活化箱的顶面两侧分别固定安装储气罐，储气罐的底部内侧分别固定连接第一气管的一端，第一气管的另一端均从活化箱的顶面穿过，活化箱的内壁固定连接螺旋管的外周，螺旋管的内壁顶部均匀开设数个进气孔，进气孔均与螺旋管内部相通，螺旋管的外周底部一侧固定连接第二气管的一端，第二气管的另一端从活化箱内穿过，活化箱的内壁下部开设一圈环形槽，环形槽的底面开设一圈滑槽。本发明通过在活化箱内设置螺旋管，能够对活化箱起保温作用，减少活化箱内的热量流失，有利于活化过程处于合适的温度条件下进行，储气罐无需时刻工作提升高温烟气的温度，能够节省能源，更加节能环保。

Description

一种生物焦炭物理化学联合活化装置

技术领域

本发明属于生物焦炭技术领域领域，具体地说是一种生物焦炭物理化学联合活化装置。

背景技术

生物质热解多联产技术，可同时生产高热值化的生物燃气、生物焦炭、木焦油和木醋酸，经济效益显著，大力促进了生物质能产业的发展。作为生物质热解多联产三大产品之一的生物质焦炭是一种廉价的吸附剂，可应用于水处理、污染土壤修复、空气净化、CO2捕集、烟气脱硫脱硝等领域，工业用途广泛。改善生物焦炭的吸附性能，提高其附加值，是推动生物质热解多联产技术大规模产业化的重要动力。

生物焦炭的表面特性是影响其吸附性能的重要因素，改善生物焦炭的表面特性是提高其吸附性能的重要手段。目前已经开始通过物理化学联合的方式改善生物焦炭表面特性，但现有的联合活化装置仅对生物焦炭起活化作用，活化后混合气体的排出和活化后生物焦炭的冷却方面有极大不足。

发明内容

本发明提供一种生物焦炭物理化学联合活化装置，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种生物焦炭物理化学联合活化装置，包括活化箱，活化箱的顶面两侧分别固定安装储气罐，储气罐的底部内侧分别固定连接第一气管的一端，第一气管的另一端均从活化箱的顶面穿过，活化箱的内壁固定连接螺旋管的外周，螺旋管的内壁顶部均匀开设数个进气孔，进气孔均与螺旋管内部相通，螺旋管的外周底部一侧固定连接第二气管的一端，第二气管的另一端从活化箱内穿过，活化箱的内壁下部开设一圈环形槽，环形槽的底面开设一圈滑槽，滑槽与环形槽内部相通，环形槽内设有折叠板，折叠板的两端分别固定安装磁条，折叠板的两端底面分别固定安装第一凸柱，第一凸柱均位于滑槽内，且第一凸柱能够分别沿滑槽滑动，环形槽的顶面开设一圈透槽，透槽与活化箱内部相通，透槽的顶面固定连接凸环的顶面，凸环的截面面积为倒L型结构，凸环的底面与环形槽的顶面平齐，折叠板的两端顶面分别固定安装第二凸柱，凸环的背部两侧分别固定连接拉簧的一端，拉簧的另一端分别与对应的第二凸柱固定连接，拉簧的外周均与凸环的外周接触配合，活化箱的一侧底部固定连接出料管的一端，出料管与活化箱内部相通，活化箱的内壁一侧底部通过轴承连接绞龙的一端，绞龙从出料管内穿过，绞龙的另一端与动力装置的输出轴固定连接，绞龙的一端外周套装线轮，线轮为双槽线轮，线轮的内壁与绞龙的外周接触配合，磁条的底面前端分别固定连接钢绞绳的一端，活化箱的内壁固定安装数个导向环，钢绞绳的另一端分别依次穿过对应的导向环，钢绞绳的另一端分别固定连接线轮的外周，出料管的顶部固定连接数个相互平行的第三气管的下端，第三气管的上端均与第二气管固定连接，第三气管分别同时与出料管、第二气管内部相通，第二气管的顶部固定连接两个相互平行的第四气管的下端，第四气管的上端分别固定安装风扇过滤器，风扇过滤器的顶面分别固定连接第五气管的一端，第五气管均为倒L型结构，第五气管的另一端分别与对应的储气罐固定连接，第五气管分别与对应的储气罐内部相通。

如上所述的一种生物焦炭物理化学联合活化装置，所述的活化箱的内壁底面为弧形结构。

如上所述的一种生物焦炭物理化学联合活化装置，所述的活化箱的另一侧下部固定安装电机，电机的输出轴朝向活化箱，活化箱的另一侧开设通孔，电机的输出轴从通孔内穿过，电机的输出轴的外周固定安装第一伞齿轮，活化箱内设有烟气混合筒，烟气混合筒的顶面和底面均开口，烟气混合筒与活化箱的中心线共线，烟气混合筒的外周通过轴承连接活化箱的内壁，烟气混合筒的下端固定安装第二伞齿轮，第二伞齿轮与第一伞齿轮啮合，烟气混合筒的外周均匀开设数个烟孔，烟孔均与烟气混合筒内部相通，第一气管的另一端均位于烟气混合筒内。

如上所述的一种生物焦炭物理化学联合活化装置，所述的通孔的外侧与电机的输出轴之间设有密封装置。

如上所述的一种生物焦炭物理化学联合活化装置，所述的绞龙的外周固定安装两个限位环，限位环均与绞龙的中心线共线，限位环分别位于线轮的两侧，且线轮的两侧分别同时与对应的限位环的内侧接触配合。

如上所述的一种生物焦炭物理化学联合活化装置，还包括进料管，进料管的下端固定连接活化箱的顶面一侧，进料管与活化箱内部相通，进料管内固定安装密封阀。

本发明的优点是：本发明其中一个储气罐内是富含二氧化碳的高温烟气，作为热源和物理活化介质，这个储气罐内固定安装温度检测装置和恒温加热装置，以保证储气罐内的温度恒定，另一个储气罐内是氨气，作为化学活化剂，同时向活化箱内通入高温烟气和氨气，旋流喷射结构能够加强高温烟气与化学活化剂气流的扰动和混合，以增强活化效果。活化过程完成后，高温烟气通过进气孔进入螺旋管内，此时使绞龙开始工作，绞龙能够将活化箱内的生物焦炭输送向出料管，同时绞龙能够带动线轮转动缠绕钢绞绳，钢绞绳分别同时拉动对应的磁条以活化箱的中心线翻转，磁条均位于环形槽内且能沿之滑动，此时拉簧处于拉伸状态，直至磁条相互紧密接触，使绞龙停止工作，折叠板完全展开，将活化箱内隔成上下两部分，生物焦炭全部位于活化箱的内壁底部以及出料管内，即折叠板下方，高温烟气沿着螺旋管进入第二气管内，同时启动风扇过滤器，其中一个风扇过滤器能够滤出混合气体中的二氧化碳，另一个风扇过滤器能够滤出混合气体中的氨气，第二气管通过第三气管与出料管连接，出料管的外周固定连接数个空气管的一端，空气管与出料管内部相通，且空气管内分别固定安装单向阀，风扇过滤器能够抽出活化箱及出料管内的混合气体，并将其分离后通过第五气管输送至对应的储气罐内，同时，外界空气能够通过空气管进入出料管内，然后通过第三气管、第四气管进入风扇过滤器内，出料管内高速流动的空气能够迅速降低生物焦炭的温度，从而达到冷却效果，待生物焦炭冷却后将其排出，然后控制绞龙反转，线轮随之反转放松钢绞绳，在拉簧的拉力作用下，折叠板重新折叠起来。本发明通过在活化箱内设置螺旋管，能够对活化箱起保温作用，减少活化箱内的热量流失，有利于活化过程处于合适的温度条件下进行，储气罐无需时刻工作提升高温烟气的温度，能够节省能源，更加节能环保；通过风扇过滤器分离混合气体中的二氧化碳和氨气，并将其分别储存至对应的储气罐内，能够实现二次利用，提高资源利用率，且能够减少碳排放，不会对空气质量及全球变暖产生恶劣影响，分离后的混合气体经过净化装置后排向外界，以实现无害排放；通过绞龙带动折叠板开合，结构更加简化，第一凸柱和滑槽相互配合，能够保证折叠板稳定运行，当折叠板展开后，能够将活化箱内隔成上下两部分，风扇过滤器的吸力经过螺旋管后弱化，上部空间内的混合气体的流速较慢，以免使活化箱内的温度快速降低，有利于下一次的生物焦炭活化；活化后的生物焦炭在出料管内经过冷却排出，更便于生物焦炭的下一步处理。总的来说，本发明能够同时实现活化剂的回收、生物焦炭的冷却以及活化箱的保温效果，具有很高的创造性，能够促进活化技术的发展。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；图2是图1的A向视图的放大图；图3是图1的Ⅰ局部放大图；图4是图1的Ⅱ局部放大图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种生物焦炭物理化学联合活化装置，如图所示，包括活化箱1，活化箱1的顶面两侧分别固定安装储气罐6，储气罐6的底部内侧分别固定连接第一气管7的一端，第一气管7的另一端均从活化箱1的顶面穿过，第一气管7的另一端为旋流喷射结构，活化箱1的内壁固定连接螺旋管8的外周，螺旋管8的内壁顶部均匀开设数个进气孔9，进气孔9均与螺旋管8内部相通，螺旋管8的外周底部一侧固定连接第二气管10的一端，第二气管10的另一端从活化箱1内穿过，活化箱1的内壁下部开设一圈环形槽11，环形槽11的底面开设一圈滑槽12，滑槽12与环形槽11内部相通，环形槽11内设有折叠板13，折叠板13为软质隔热材料。折叠板13完全展开后为圆形结构。折叠板13的顶面和底面背部分别固定连接环形槽11的顶面和底面，折叠板13的两端分别固定安装磁条14，磁条14之间能够相互吸引且能够接触配合，折叠板13的两端底面分别固定安装第一凸柱15，第一凸柱15均位于滑槽12内，且第一凸柱15能够分别沿滑槽12滑动，环形槽11的顶面开设一圈透槽16，透槽16与活化箱1内部相通，透槽16的顶面固定连接凸环17的顶面，凸环17的截面面积为倒L型结构，凸环17的底面与环形槽11的顶面平齐，折叠板13的两端顶面分别固定安装第二凸柱18，凸环17的背部两侧分别固定连接拉簧19的一端，拉簧19的另一端分别与对应的第二凸柱18固定连接，拉簧19的外周均与凸环17的外周接触配合，活化箱1的一侧底部固定连接出料管20的一端，出料管20与活化箱1内部相通，活化箱1的内壁一侧底部通过轴承连接绞龙21的一端，绞龙21从出料管20内穿过，绞龙21的另一端与动力装置的输出轴固定连接，动力装置为正反转电机，绞龙21的一端外周套装线轮22，线轮22为双槽线轮，线轮22的内壁与绞龙21的外周接触配合，线轮22与绞龙21之间的摩擦力大于拉簧19的拉力。绞龙21能够带动线轮22转动，磁条14的底面前端分别固定连接钢绞绳23的一端，活化箱1的内壁固定安装数个导向环24，钢绞绳23的另一端分别依次穿过对应的导向环24，钢绞绳23的另一端分别固定连接线轮22的外周，出料管20的顶部固定连接数个相互平行的第三气管25的下端，第三气管25的上端均与第二气管10固定连接，第三气管25分别同时与出料管20、第二气管10内部相通，第二气管10的顶部固定连接两个相互平行的第四气管26的下端，第四气管26的上端分别固定安装风扇过滤器27，风扇过滤器27内设有气体分离膜，通过气体分离膜能够分别分离出混合气体中的二氧化碳和氨气，风扇过滤器27的顶面分别固定连接第五气管28的一端，第五气管28均为倒L型结构，第五气管28的另一端分别与对应的储气罐6固定连接，第五气管28分别与对应的储气罐6内部相通。本发明其中一个储气罐6内是富含二氧化碳的高温烟气，作为热源和物理活化介质，这个储气罐6内固定安装温度检测装置和恒温加热装置，以保证储气罐6内的温度恒定，另一个储气罐6内是氨气，作为化学活化剂，同时向活化箱1内通入高温烟气和氨气，旋流喷射结构能够加强高温烟气与化学活化剂气流的扰动和混合，以增强活化效果。活化过程完成后，高温烟气通过进气孔9进入螺旋管8内，此时使绞龙21开始工作，绞龙21能够将活化箱1内的生物焦炭输送向出料管20，同时绞龙21能够带动线轮22转动缠绕钢绞绳23，钢绞绳23分别同时拉动对应的磁条14以活化箱1的中心线翻转，磁条14均位于环形槽11内且能沿之滑动，此时拉簧19处于拉伸状态，直至磁条14相互紧密接触，使绞龙21停止工作，折叠板13完全展开，将活化箱1内隔成上下两部分，生物焦炭全部位于活化箱1的内壁底部以及出料管20内，即折叠板13下方，高温烟气沿着螺旋管8进入第二气管10内，同时启动风扇过滤器27，其中一个风扇过滤器27能够滤出混合气体中的二氧化碳，另一个风扇过滤器27能够滤出混合气体中的氨气，第二气管10通过第三气管25与出料管20连接，出料管20的外周固定连接数个空气管的一端，空气管与出料管20内部相通，且空气管内分别固定安装单向阀，风扇过滤器27能够抽出活化箱1及出料管20内的混合气体，并将其分离后通过第五气管28输送至对应的储气罐6内，同时，外界空气能够通过空气管进入出料管20内，然后通过第三气管25、第四气管26进入风扇过滤器27内，出料管20内高速流动的空气能够迅速降低生物焦炭的温度，从而达到冷却效果，待生物焦炭冷却后将其排出，然后控制绞龙21反转，线轮22随之反转放松钢绞绳23，在拉簧19的拉力作用下，折叠板13重新折叠起来。本发明通过在活化箱1内设置螺旋管8，能够对活化箱1起保温作用，减少活化箱1内的热量流失，有利于活化过程处于合适的温度条件下进行，储气罐6无需时刻工作提升高温烟气的温度，能够节省能源，更加节能环保；通过风扇过滤器27分离混合气体中的二氧化碳和氨气，并将其分别储存至对应的储气罐6内，能够实现二次利用，提高资源利用率，且能够减少碳排放，不会对空气质量及全球变暖产生恶劣影响，分离后的混合气体经过净化装置后排向外界，以实现无害排放；通过绞龙21带动折叠板13开合，结构更加简化，第一凸柱15和滑槽12相互配合，能够保证折叠板13稳定运行，当折叠板13展开后，能够将活化箱1内隔成上下两部分，风扇过滤器27的吸力经过螺旋管8后弱化，上部空间内的混合气体的流速较慢，以免使活化箱1内的温度快速降低，有利于下一次的生物焦炭活化；活化后的生物焦炭在出料管20内经过冷却排出，更便于生物焦炭的下一步处理。总的来说，本发明能够同时实现活化剂的回收、生物焦炭的冷却以及活化箱1的保温效果，具有很高的创造性，能够促进活化技术的发展。

具体而言，为了防止生物焦炭残留在活化箱1内，本实施例所述的活化箱1的内壁底面为弧形结构。该结构能够使生物焦炭堆积在活化箱1的底部，绞龙21能够将全部的生物焦炭输送出活化箱1外，从而防止生物焦炭残留在活化箱1内。

具体的，为了更好地使物理、化学催化剂混合，本实施例所述的活化箱1的另一侧下部固定安装电机3，电机3的输出轴朝向活化箱1，活化箱1的另一侧开设通孔2，电机3的输出轴从通孔2内穿过，电机3的输出轴的外周固定安装第一伞齿轮30，活化箱1内设有烟气混合筒4，烟气混合筒4的顶面和底面均开口，烟气混合筒4与活化箱1的中心线共线，烟气混合筒4的外周通过轴承连接活化箱1的内壁，烟气混合筒4的下端固定安装第二伞齿轮31，第二伞齿轮31与第一伞齿轮30啮合，烟气混合筒4的外周均匀开设数个烟孔5，烟孔5均与烟气混合筒4内部相通，第一气管7的另一端均位于烟气混合筒4内。电机3能够带动第一伞齿轮30转动，第一伞齿轮30能够带动第二伞齿轮31转动，从而能够带动烟气混合筒4转动，转动的烟气混合筒4能够更好地使物理、化学催化剂混合，使经活化处理的生物焦炭具有更佳的表面物理化学特性，还能够在烟气混合筒4的外周固定安装螺旋翅片，螺旋翅片能够阻碍生物焦炭向下移动，从而延长生物焦炭与含物理活化剂的高温烟气、化学活化剂的接触时间，更有利于活化过程，第二伞齿轮31的底面固定安装毛刷，毛刷能够与折叠板13的顶面接触配合，从而能够将落在折叠板13上的生物焦炭扫落，以免生物焦炭残留在活化箱1内。

进一步的，为了防止活化箱1内的热量通过通孔2散发向外界，本实施例所述的通孔2的外侧与电机3的输出轴之间设有密封装置。该结构能够使活化箱1内处于密闭状态，从而保持活化箱1内的温度恒定，以免造成能源浪费。

更进一步的，为了防止线轮22水平移动，本实施例所述的绞龙21的外周固定安装两个限位环29，限位环29均与绞龙21的中心线共线，限位环29分别位于线轮22的两侧，且线轮22的两侧分别同时与对应的限位环29的内侧接触配合。该结构能够防止线轮22水平移动，从而保证线轮22能够更加稳定的缠绕钢绞绳23，进一步提高本发明的使用可靠性。

更进一步的，为了方便向活化箱1内添加生物焦炭，本实施例还包括进料管32，进料管32的下端固定连接活化箱1的顶面一侧，进料管32与活化箱1内部相通，进料管32内固定安装密封阀。人们通过进料管32向活化箱1内添加生物焦炭，密封阀能够防止活化箱1内的高温烟气向外散发，以免导致活化箱1内温度降低，影响活化效果。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种生物焦炭物理化学联合活化装置，其特征在于：包括活化箱（1），活化箱（1）的顶面两侧分别固定安装储气罐（6），储气罐（6）的底部内侧分别固定连接第一气管（7）的一端，第一气管（7）的另一端均从活化箱（1）的顶面穿过，活化箱（1）的内壁固定连接螺旋管（8）的外周，螺旋管（8）的内壁顶部均匀开设数个进气孔（9），进气孔（9）均与螺旋管（8）内部相通，螺旋管（8）的外周底部一侧固定连接第二气管（10）的一端，第二气管（10）的另一端从活化箱（1）内穿过，活化箱（1）的内壁下部开设一圈环形槽（11），环形槽（11）的底面开设一圈滑槽（12），滑槽（12）与环形槽（11）内部相通，环形槽（11）内设有折叠板（13），折叠板（13）的两端分别固定安装磁条（14），折叠板（13）的两端底面分别固定安装第一凸柱（15），第一凸柱（15）均位于滑槽（12）内，且第一凸柱（15）能够分别沿滑槽（12）滑动，环形槽（11）的顶面开设一圈透槽（16），透槽（16）与活化箱（1）内部相通，透槽（16）的顶面固定连接凸环（17）的顶面，凸环（17）的截面面积为倒L型结构，凸环（17）的底面与环形槽（11）的顶面平齐，折叠板（13）的两端顶面分别固定安装第二凸柱（18），凸环（17）的背部两侧分别固定连接拉簧（19）的一端，拉簧（19）的另一端分别与对应的第二凸柱（18）固定连接，拉簧（19）的外周均与凸环（17）的外周接触配合，活化箱（1）的一侧底部固定连接出料管（20）的一端，出料管（20）与活化箱（1）内部相通，活化箱（1）的内壁一侧底部通过轴承连接绞龙（21）的一端，绞龙（21）从出料管（20）内穿过，绞龙（21）的另一端与动力装置的输出轴固定连接，绞龙（21）的一端外周套装线轮（22），线轮（22）为双槽线轮，线轮（22）的内壁与绞龙（21）的外周接触配合，磁条（14）的底面前端分别固定连接钢绞绳（23）的一端，活化箱（1）的内壁固定安装数个导向环（24），钢绞绳（23）的另一端分别依次穿过对应的导向环（24），钢绞绳（23）的另一端分别固定连接线轮（22）的外周，出料管（20）的顶部固定连接数个相互平行的第三气管（25）的下端，第三气管（25）的上端均与第二气管（10）固定连接，第三气管（25）分别同时与出料管（20）、第二气管（10）内部相通，第二气管（10）的顶部固定连接两个相互平行的第四气管（26）的下端，第四气管（26）的上端分别固定安装风扇过滤器（27），风扇过滤器（27）的顶面分别固定连接第五气管（28）的一端，第五气管（28）均为倒L型结构，第五气管（28）的另一端分别与对应的储气罐（6）固定连接，第五气管（28）分别与对应的储气罐（6）内部相通；还包括进料管（32），进料管（32）的下端固定连接活化箱（1）的顶面一侧，进料管（32）与活化箱（1）内部相通，进料管（32）内固定安装密封阀。

2.根据权利要求1所述的一种生物焦炭物理化学联合活化装置，其特征在于：所述的活化箱（1）的内壁底面为弧形结构。

3.根据权利要求1所述的一种生物焦炭物理化学联合活化装置，其特征在于：所述的活化箱（1）的另一侧下部固定安装电机（3），电机（3）的输出轴朝向活化箱（1），活化箱（1）的另一侧开设通孔（2），电机（3）的输出轴从通孔（2）内穿过，电机（3）的输出轴的外周固定安装第一伞齿轮（30），活化箱（1）内设有烟气混合筒（4），烟气混合筒（4）的顶面和底面均开口，烟气混合筒（4）与活化箱（1）的中心线共线，烟气混合筒（4）的外周通过轴承连接活化箱（1）的内壁，烟气混合筒（4）的下端固定安装第二伞齿轮（31），第二伞齿轮（31）与第一伞齿轮（30）啮合，烟气混合筒（4）的外周均匀开设数个烟孔（5），烟孔（5）均与烟气混合筒（4）内部相通，第一气管（7）的另一端均位于烟气混合筒（4）内。

4.根据权利要求3所述的一种生物焦炭物理化学联合活化装置，其特征在于：所述的通孔（2）的外侧与电机（3）的输出轴之间设有密封装置。

5.根据权利要求1所述的一种生物焦炭物理化学联合活化装置，其特征在于：所述的绞龙（21）的外周固定安装两个限位环（29），限位环（29）均与绞龙（21）的中心线共线，限位环（29）分别位于线轮（22）的两侧，且线轮（22）的两侧分别同时与对应的限位环（29）的内侧接触配合。

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