CN114368750A - 一种采用园林绿化删减物制取活性炭的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及活性炭制备工艺领域，公开了一种采用园林绿化删减物制取活性炭的工艺，包括以下步骤:一、原料整形，将原料进行初步处理，捡出绿化删减物中的非绿化材料垃圾；二、对绿化材料进行破碎烘干；三、对绿化材料进行干馏碳化制取活性炭底料，干馏碳化过程产生的预热输入至步骤二中的烘干设备中；四、利用蒸汽活化设备处理步骤三中制取的底料制取活性炭；五、对产品进行冷却包装。该制取工艺不仅能够减少环境污染，而且能够使废弃的删减物得到有效利用。

Description

一种采用园林绿化删减物制取活性炭的工艺

技术领域

本发明涉及活性炭制取设备领域，尤其涉及了一种采用园林绿化删减物制 取活性炭的工艺。

背景技术

众所周知，传统的城市园林、绿化带删减物(以下简称删减物)最先的处 理方案是将删减物分类：嫩枝、树叶一类，用于发酵生产沼气，树枝，树干一 类，拉到锅炉用户当燃料。后来的处理方案：嫩枝、树叶做堆肥，树枝、树干 拉到发电厂当燃料。再后来：将所有删减物一起粉碎，再进行炭化，炭化时的 余热用来发电，或烧热水供应市民，炭化料(因为很杂)用来做炭基肥等。第 一第二种方案只是一种处理方案，最多也只能算是半资源化。第三种方案看起 来是资源化了，但实施起来非常困难，而且还有后续工艺比较难为，比如发电与城市的并网，炭基肥的配方使用，农民的接受度等。虽然有人提出过用删减 物做活性炭，比如中国专利CN202010875679.4公开了一种活性炭制备工艺，其 为传统的活性炭工艺，但是因为删减物的炭化料具备较复杂的特性，所以用传 统的物理法设备及生产工艺很难完成。

本项发明是根据删减物的特性设计了低温干馏炭化设备，缺氧活化设备， 将删减物先干馏炭化，再将删减物炭化料进行外热式缺氧活化，使删减物变成 一种活性炭，用于城市生活污水和工业污水的净化处理，形成一种可持续发展 的循环经济的模式，真正做到将废弃物资源化的目的。

发明内容

本发明针对现有技术的缺点，提供一种采用园林绿化删减物制取活性炭的 工艺。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种采用园林绿化删减物制取活性炭的工艺，包括以下步骤:

一、原料整形，将原料进行初步处理，捡出绿化删减物中的非绿化材料垃 圾；

二、对绿化材料进行破碎烘干；

三、对绿化材料进行干馏碳化制取活性炭底料，干馏碳化过程产生的预热 输入至步骤二中的烘干设备中；

四、利用蒸汽活化设备处理步骤三中制取的底料制取活性炭；

五、对产品进行冷却包装。

作为优选，步骤三中的碳化工艺如下：

破碎烘干后的删剪物，经带密封的连续为料系统送入连续式干馏炭化炉； 在炭化炉中物料被加热到500-800℃，经过20-40min的时间实现碳化，并经带 自密封的连续出料系统，冷却降至60℃以下排出炭化炉；干馏馏份从碳化炉的 气化炉排出后先经干法净化器，捕捉粉尘及少量杂质，由负压机将除尘除焦后 的挥发分(馏份)引入辅燃烧室中充分燃烧，在辅燃烧室第一出口进行配风调温 至650℃-800℃，进入炭化炉体内为炭化提供热源；多余部分热气经第二出口排 出安排他；炭化程度根据活化要求控制炭化料中挥发分含量。

作为优选，步骤四中的活化工艺如下：

炭化料的活化采用以水蒸汽为活化剂的连续物理活化工艺，炭化料由密封 进料系统进入活化炉的产品道，隔绝空气升温到700℃以上，通入水蒸气，炭与 水发生反应，被活化；反应产生的水煤气与炭化料中的挥发分一起由负压机引 入内燃烧室燃烧，燃烧热量经产品道壁传递给炭化料加热；高温烟气排出活化 炉带动余热蒸汽锅炉，生产蒸汽作为活化剂返回产品道；烟气经余热蒸汽锅炉 后温度降至350℃左右，再经过降温除尘器处理至50度以下，达标排放。

作为优选，设备包括碳化主机，碳化主机连接有风机，风机的出口端为两 个，一个出口端输送至碳化主机的碳化室内，另一个出口输送至碳化主机的出 炭口协助出炭，还包括燃烧室，燃烧室的余热出口连接至风机至碳化主机的管 道上，风机将燃烧室的热量输送至碳化主机。

作为优选，还包括活化炉，活化炉包括料仓，碳化主机的出料口与活化炉 的进料口连通，活化炉包括炉体，炉体的一端与进料机连接，进料机用于将原 料输入至炉体内，炉体的尾端连接有尾气处理设备以及出料装置，炉体的底部 设置有用于炉体转动导向的底座，炉体的外部装配有齿轮环，还包括驱动单元， 齿轮环与驱动单元配合，驱动单元通过带动齿轮环转动带动炉体进行转动，驱 动单元设置在炉体的一侧，底座设置在炉体的首端和尾端，底座包括基座以及 设置在基座内的导向轮组件，炉体的下端与导向轮组件抵触，炉体工作时在驱 动单元的带动下在底座上滚动。

作为优选，驱动单元包括固定座，固定座上安装有传动轴，传动轴上装配 有驱动齿轮，驱动齿轮与齿轮环啮合带动齿轮环转动，底座为箱体结构，箱体 的靠近向炉体的一侧端面上开设有用于驱动齿轮传动齿伸出的槽口，箱体上设 置有支架，支架上固定安装有用于驱动传动轴转动的驱动电机；底座包括安装 座，安装座整体为壳状，安装座上端为了与炉体外侧的弧面匹配设置了弧形口， 炉体可以落入在弧形口内，安装座内形成有用于装配导向轮的空腔，导向轮设 置在空腔内，炉体的下端与导向轮抵触。

作为优选，空腔内设置有自适应支撑组件，自适应支撑组件包括设置在空 腔底面上的立柱，立柱沿空腔的径向均匀布置，还包括弧形安装板，弧形安装 板的形状与弧形口的形状相适配，弧形安装板的下侧端面设置有竖直方向的导 向套，导向套插接在立柱上，导向套的外部套设有回位簧体，回位簧体的一端 抵触在弧形安装板的底面上，另一端抵触在空腔的底面上；弧形安装板上开设 有安装口，导向轮安装在安装口内，导向轮的顶面伸出在弧形安装板的外部。

作为优选，炉体包括外部的壳体，壳体的内侧设置有用于炉体保温的保温 层，炉体内靠近进料机的一端的腔体为物料区，物料区一侧连通的为生产区， 生产区的中部为烟气管道，烟气管道的外侧面向外延伸有进气结构，进气结构 为截面为等腰梯形的空壳件，进气结构的中部腔体与烟气管道的内部连通。

作为优选，进气结构沿烟气管道的轴向布置，进气结构的个数为8个且沿 烟气管道侧面的圆周方向均匀分布。

通过以上技术方案，本发明具有以下技术效果：

本项发明是根据删减物的特性设计了低温干馏炭化设备，缺氧活化设备， 将删减物先干馏炭化，再将删减物炭化料进行外热式缺氧活化，使删减物变成 一种活性炭，用于城市生活污水和工业污水的净化处理，形成一种可持续发展 的循环经济的模式，真正做到将废弃物资源化的目的。

附图说明

图1是碳化炉的结构示意图。

图2是活化炉的结构示意图。

图3为炉体的结构示意图。

图4为传动机构的装配图。

图5为导向轮组件的结构示意图。

图6是图5的俯视图。

图7是图5的剖视图。

图8是炉体的截面示意图。

附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—炉体、2—进料机、3—尾气 处理设备、4—出料装置、5—底座、6—齿轮环、7—驱动单元、8—导向轮组件、 9—固定座、10—传动轴、11—槽口、12—驱动电机、13—安装座、14—弧形口、 15—空腔、16—自适应支撑组件、17—立柱、18—弧形安装板、19—安装口、 20—驱动齿轮、21—驱动轮、22—导向套、24—生产区、25—烟气管道25、26 —进气结构、27—回位簧体、28—保温层、29—碳化主机、30—风机、31—出 口、33—燃烧室、34—料仓。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

一种采用园林绿化删减物制取活性炭的工艺，包括以下步骤:

一、原料整形，将原料进行初步处理，捡出绿化删减物中的非绿化材料垃 圾；

二、对绿化材料进行破碎烘干；

三、对绿化材料进行干馏碳化制取活性炭底料，干馏碳化过程产生的预热 输入至步骤二中的烘干设备中；

四、利用蒸汽活化设备处理步骤三中制取的底料制取活性炭；

五、对产品进行冷却包装。

本实施例中，由于通常的林业删减物其木质纤维素老嫩不一，含水分、含 氧量比较丰富；使用传统炭化(气化)设备很容易将物料过度消耗，形成碳渣 及灰份，即使能降低消耗，其炭化料很可能形成高含炭量的僵炭料，大大降低 炭化料的可塑性，对后续的活化造成不可逆转的隐患。因此必须选择一种炉温 可控的炭化(气化)设备，生产低含炭量的可塑性强的炭化料，才能确保后续 活化平衡运行。所以本实施例中步骤三中的所采用的碳化工艺如下：

破碎烘干后的删剪物，经带密封的连续为料系统送入连续式干馏炭化炉； 在炭化炉中物料被加热到500-800℃，经过20-40min的时间实现碳化，并经带 自密封的连续出料系统，冷却降至60℃以下排出炭化炉；干馏馏份从碳化炉的 气化炉排出后先经干法净化器，捕捉粉尘及少量杂质，由负压机将除尘除焦后 的挥发分(馏份引入辅燃烧室33中充分燃烧，在辅燃烧室33第一出口31进行 配风调温至650℃-800℃，进入炭化炉体内为炭化提供热源；多余部分热气经第 二出口31排出安排他；炭化程度根据活化要求控制炭化料中挥发分含量。采用 该种方案可以解决上述技术问题。

由于删剪物的炭化料具有炭纤维结构复杂，炭质密度较低，含氧量高，含 炭量低等特性。采用传统物理法活化设备，往往在升温阶段就损失了大量的炭 原料，而真正的活性炭产品得率极低，灰份含量过高，大大降低了产品的产量 和质量。因此，必须选择一种低温、缺氧的、瞬时、可调的外热式物理法活性 炭生产设备，才能确保产品的得率与品质。所以本实施例中步骤四中的活化工 艺如下：

炭化料的活化采用以水蒸汽为活化剂的连续物理活化工艺，炭化料由密封 进料系统进入活化炉的产品道，隔绝空气升温到700℃以上，通入水蒸气，炭与 水发生反应，被活化；反应产生的水煤气与炭化料中的挥发分一起由负压机引 入内燃烧室33燃烧，燃烧热量经产品道壁传递给炭化料加热；高温烟气排出活 化炉带动余热蒸汽锅炉，生产蒸汽作为活化剂返回产品道；烟气经余热蒸汽锅 炉后温度降至350℃左右，再经过降温除尘器处理至50度以下，达标排放。

为了便于表达本发明，本发明的所采用的设备如下：

设备包括碳化主机29，碳化主机29连接有风机30，风机30的出口31端 为两个，一个出口31端输送至碳化主机29的碳化室内，另一个出口31输送至 碳化主机29的出炭口协助出炭，还包括燃烧室33，燃烧室33的余热出口31连 接至风机30至碳化主机29的管道上，风机30将燃烧室33的热量输送至碳化 主机29。

本实施例中，还包括活化炉，一种用于制取活性炭的活化炉，包括炉体1， 炉体1的一端与进料机2连接，进料机2用于将原料输入至炉体1内，炉体1 的尾端连接有尾气处理设备3以及出料装置4，炉体1的底部设置有用于炉体1 转动导向的底座5，炉体1的外部装配有齿轮环6，还包括驱动单元7，齿轮环 6与驱动单元7配合，驱动单元7通过带动齿轮环6转动带动炉体1进行转动， 驱动单元7设置在炉体1的一侧，底座5设置在炉体1的首端和尾端，底座5 包括基座以及设置在基座内的导向轮组件8，炉体1的下端与导向轮组件8抵触， 炉体1工作时在驱动单元7的带动下在底座5上滚动。还包括机架图中未画出， 进料机2以及炉体1均安装在机架上，炉体1的两端通过设置有轴承件实现转 动。

本实施例中，驱动单元7包括固定座9，固定座9上安装有传动轴10，传 动轴10上装配有驱动齿轮20，驱动齿轮20与齿轮环6啮合带动齿轮环6转动， 底座5为箱体结构，箱体的靠近向炉体1的一侧端面上开设有用于驱动齿轮20 传动齿伸出的槽口11，箱体上设置有支架，支架上固定安装有用于驱动传动轴 10转动的驱动电机12。其中固定座9安装在机架上，固定座9内放置有润滑液， 驱动齿轮20在转过润滑液时会对驱动齿轮20的齿体进行部分润滑或者全部润 滑，避免后期传动过程中的噪音以及减轻传动的磨损。本实施例中底座5包括 安装座13，安装座13整体为壳状，安装座13上端为了与炉体1外侧的弧面匹 配设置了弧形口14，炉体1可以落入在弧形口14内，安装座13内形成有用于 装配导向轮的空腔15，导向轮设置在空腔15内，炉体1的下端与导向轮抵触。

本实施例中，空腔15内设置有自适应支撑组件16，自适应支撑组件16包 括设置在空腔15底面上的立柱17，立柱17沿空腔15的径向均匀布置，还包括 弧形安装板18，弧形安装板18的形状与弧形口14的形状相适配，弧形安装板 18的下侧端面设置有竖直方向的导向套，导向套插接在立柱17上，导向套的外 部套设有回位簧体27，回位簧体27的一端抵触在弧形安装板18的底面上，另 一端抵触在空腔15的底面上。其中立柱17为圆柱形轴件，导向套与立柱17 之间为间隙配合，立柱17上涂覆有润滑脂。本实施例中弧形安装板18上开设有安装口19，导向轮安装在安装口19内，导向轮的顶面伸出在弧形安装板18 的外部。

本实施例中炉体1包括外部的壳体，壳体的内侧设置有用于炉体1保温的 保温层28，炉体1内靠近进料机2的一端的腔体为物料区，物料区一侧连通的 为生产区，生产区的中部为烟气管道25，烟气管道25的外侧面向外延伸有进气 结构26，进气结构26为截面为等腰梯形的空壳件，进气结构26的中部腔体与 烟气管道25的内部连通。进气结构26沿烟气管道25的轴向布置，进气结构26 的个数为8个且沿烟气管道25侧面的圆周方向均匀分布。所以均匀分布有8个 产品道。

本实施例所设计的活化炉其能够自适应调节滚轮的高度使其和炉体1的侧 面均匹配，避免两者出现卡滞导向齿轮环6与驱动齿轮20之间出现卡死断齿现 象。

本项发明是根据删减物的特性设计了低温干馏炭化设备，缺氧活化设备， 将删减物先干馏炭化，再将删减物炭化料进行外热式缺氧活化，使删减物变成 一种活性炭，用于城市生活污水和工业污水的净化处理，形成一种可持续发展 的循环经济的模式，真正做到将废弃物资源化的目的。

实施例2

本实施例与实施例1的区别之处在于，底座5的个数为3个。

实施例3

本实施例与实施例1的区别之处在于，导向轮的两端通过轴件与槽口11的 边部固定连接。

Claims (9)

1.一种采用园林绿化删减物制取活性炭的工艺，其特征在于：包括以下步骤:

一、原料整形，将原料进行初步处理，捡出绿化删减物中的非绿化材料垃圾；

二、对绿化材料进行破碎烘干；

三、对绿化材料进行干馏碳化制取活性炭底料，干馏碳化过程产生的预热输入至步骤二中的烘干设备中；

四、利用蒸汽活化设备处理步骤三中制取的底料制取活性炭；

五、对产品进行冷却包装。

2.根据权利要求1所述的一种采用园林绿化删减物制取活性炭的工艺，其特征在于：步骤三中的碳化工艺如下：

破碎烘干后的删剪物，经带密封的连续为料系统送入连续式干馏炭化炉；在炭化炉中物料被加热到500-800℃，经过20-40min的时间实现碳化，并经带自密封的连续出料系统，冷却降至60℃以下排出炭化炉；干馏馏份从碳化炉的气化炉排出后先经干法净化器，捕捉粉尘及少量杂质，由负压机将除尘除焦后的挥发分(馏份)引入辅燃烧室中充分燃烧，在辅燃烧室第一出口进行配风调温至650℃-800℃，进入炭化炉体内为炭化提供热源；多余部分热气经第二出口排出安排他；炭化程度根据活化要求控制炭化料中挥发分含量。

3.根据权利要求1所述的一种采用园林绿化删减物制取活性炭的工艺，其特征在于：步骤四中的活化工艺如下：

炭化料的活化采用以水蒸汽为活化剂的连续物理活化工艺，炭化料由密封进料系统进入活化炉的产品道，隔绝空气升温到700℃以上，通入水蒸气，炭与水发生反应，被活化；反应产生的水煤气与炭化料中的挥发分一起由负压机引入内燃烧室燃烧，燃烧热量经产品道壁传递给炭化料加热；高温烟气排出活化炉带动余热蒸汽锅炉，生产蒸汽作为活化剂返回产品道；烟气经余热蒸汽锅炉后温度降至350℃左右，再经过降温除尘器处理至50度以下，达标排放。

4.根据权利要求1所述的一种采用园林绿化删减物制取活性炭的工艺，其特征在于：设备包括碳化主机，碳化主机连接有风机，风机的出口端为两个，一个出口端输送至碳化主机的碳化室内，另一个出口输送至碳化主机的出炭口协助出炭，还包括燃烧室，燃烧室的余热出口连接至风机至碳化主机的管道上，风机将燃烧室的热量输送至碳化主机。

5.根据权利要求4所述的一种采用园林绿化删减物制取活性炭的工艺，其特征在于：还包括活化炉，活化炉包括料仓，碳化主机的出料口与活化炉的进料口连通，活化炉包括炉体，炉体的一端与进料机连接，进料机用于将原料输入至炉体内，炉体的尾端连接有尾气处理设备以及出料装置，炉体的底部设置有用于炉体转动导向的底座，炉体的外部装配有齿轮环，还包括驱动单元，齿轮环与驱动单元配合，驱动单元通过带动齿轮环转动带动炉体进行转动，驱动单元设置在炉体的一侧，底座设置在炉体的首端和尾端，底座包括基座以及设置在基座内的导向轮组件，炉体的下端与导向轮组件抵触，炉体工作时在驱动单元的带动下在底座上滚动。

6.根据权利要求5所述的一种用于制取活性炭的活化炉，其特征在于：驱动单元包括固定座，固定座上安装有传动轴，传动轴上装配有驱动齿轮，驱动齿轮与齿轮环啮合带动齿轮环转动，底座为箱体结构，箱体的靠近向炉体的一侧端面上开设有用于驱动齿轮传动齿伸出的槽口，箱体上设置有支架，支架上固定安装有用于驱动传动轴转动的驱动电机；底座包括安装座，安装座整体为壳状，安装座上端为了与炉体外侧的弧面匹配设置了弧形口，炉体可以落入在弧形口内，安装座内形成有用于装配导向轮的空腔，导向轮设置在空腔内，炉体的下端与导向轮抵触。

7.根据权利要求6所述的一种用于制取活性炭的活化炉，其特征在于：空腔内设置有自适应支撑组件，自适应支撑组件包括设置在空腔底面上的立柱，立柱沿空腔的径向均匀布置，还包括弧形安装板，弧形安装板的形状与弧形口的形状相适配，弧形安装板的下侧端面设置有竖直方向的导向套，导向套插接在立柱上，导向套的外部套设有回位簧体，回位簧体的一端抵触在弧形安装板的底面上，另一端抵触在空腔的底面上；弧形安装板上开设有安装口，导向轮安装在安装口内，导向轮的顶面伸出在弧形安装板的外部。

8.根据权利要求5所述的一种用于制取活性炭的活化炉，其特征在于：炉体包括外部的壳体，壳体的内侧设置有用于炉体保温的保温层，炉体内靠近进料机的一端的腔体为物料区，物料区一侧连通的为生产区，生产区的中部为烟气管道，烟气管道的外侧面向外延伸有进气结构，进气结构为截面为等腰梯形的空壳件，进气结构的中部腔体与烟气管道的内部连通。

9.根据权利要求8所述的一种用于制取活性炭的活化炉，其特征在于：进气结构沿烟气管道的轴向布置，进气结构的个数为8个且沿烟气管道侧面的圆周方向均匀分布。

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