CN206139197U

CN206139197U - 一种芦竹生物质炭的制备系统

Info

Publication number: CN206139197U
Application number: CN201621118543.4U
Authority: CN
Inventors: 王惠惠; 巴玉鑫; 吴小飞; 牛明杰; 肖磊; 吴道洪
Original assignee: Beijing Shenwu Environmental and Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Shenwu Technology Group Corp Co Ltd
Priority date: 2016-10-13
Filing date: 2016-10-13
Publication date: 2017-05-03
Anticipated expiration: 2026-10-13

Abstract

本实用新型提供了一种芦竹生物质炭的制备系统。该系统包括浸泡装置、洗涤装置、蓄热式辐射管旋转床热解炉和燃烧室；其中，洗涤装置分别与浸泡装置和蓄热式辐射管旋转床热解炉相连，燃烧室和蓄热式辐射管旋转床热解炉相连。本实用新型在高温条件下利用烟气来活化芦竹生物质炭，提高了芦竹生物质吸附剂的吸附能力，且所用的能耗低。

Description

一种芦竹生物质炭的制备系统

技术领域

本实用新型属于环境保护技术领域，具体涉及一种芦竹生物质炭的制备系统。

背景技术

芦竹属多年生、具发达根状茎的禾本科植物。其秆粗大直立，坚韧，具多数节，常生分枝，可用作药物、肥料和制浆造纸工业的原料，但其利用率不高，每年有大量的芦竹被弃置于自然环境或露天焚烧，既造成了对生态环境的污染，又造成了资源的极大浪费。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是将芦竹通过热解炭化反应将其制备成一种吸附能力强的生物质炭吸附剂，用于处理工业废水，实现废弃物的资源化利用。

本实用新型提供一种芦竹生物质炭的制备系统，所述系统包括浸泡装置、洗涤装置、蓄热式辐射管旋转床热解炉和燃烧室；

所述浸泡装置设有浸泡进料口、浸泡液入口和浸泡出料口；

所述洗涤装置设有洗涤进料口、洗涤水入口和洗涤出料口，所述洗涤进料口与所述浸泡装置的浸泡出料口相连；

所述蓄热式辐射管旋转床热解炉设有干燥区和热解区，所述蓄热式辐射管旋转床热解炉设有热解进料口、可燃气入口、空气入口、高温烟气入口、芦竹生物质炭出口和高温油气出口，所述热解进料口与所述洗涤装置的洗涤出料口相连；

所述燃烧室设有高温油气入口、空气入口和高温烟气出口，所述高温油气入口与所述蓄热式辐射管旋转床热解炉的高温油气出口相连，所述高温烟气出口与所述蓄热式辐射管旋转床热解炉的高温烟气入口相连。

在本实用新型的一个实施例中，所述蓄热式辐射管旋转床热解炉还设有中温烟气出口，所述制备系统还包括旋转空气预热器；

所述旋转空气预热器设有中温烟气入口、空气入口、预热空气出口和冷凝水出口，所述中温烟气入口与所述蓄热式辐射管旋转床热解炉的中温烟气出口相连，所述预热空气出口与所述蓄热式辐射管旋转床热解炉的空气入口相连。

在本实用新型的一个实施例中，所述高温油气出口设置在所述热解区的顶部，所述高温烟气入口设置在所述热解区的底部，所述中温烟气出口设置在所述热解区的顶部。

在本实用新型的一个实施例中，所述旋转空气预热器采用鼓风机进气，所述旋转空气预热器的空气入口与所述鼓风机相连。

本实用新型在高温条件下利用烟气来活化芦竹生物质炭，提高了芦竹生物质吸附剂的吸附能力。

进一步地，本实用新型利用自身产生的高温烟气来活化芦竹生物质炭，减少了对外来能源的需求，起到节能减排的效果。

此外，活化后的中温烟气进入旋转空气预热器，可将烟气温度降至100℃以下，同时产生的预热空气作为助燃空气通入旋转床辐射管燃烧，可充分回收烟气的显热和烟气中蒸汽的汽化潜热，还可以回收烟气中大量的冷凝水，大大降低了热解能耗。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中一种芦竹生物质炭的制备系统的示意图。

图中：

100：芦竹破碎装置；101：芦竹入口；102：破碎芦竹出口；

200：浸泡装置；201：浸泡进料口；202：浸泡液入口；203：浸泡出料口；204：废弃液出口；

300：洗涤装置；301：洗涤进料口；302：洗涤水入口；303：洗涤出料口；304：洗涤水出口；

400：蓄热式辐射管旋转床热解炉；401：热解进料口；402：可燃气入口；403：空气入口；404：高温烟气入口；405：高温油气出口；406：芦竹生物质炭出口；407：中温烟气出口；

500：燃烧室；501：高温油气入口；502：空气入口；503：高温烟气出口；

600：旋转空气预热器；601：中温烟气入口；602：空气入口；603：冷凝水出口；604：预热空气出口。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本实用新型的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本实用新型的限制。

本实用新型提供的芦竹生物质炭的制备系统包括浸泡装置、洗涤装置、蓄热式辐射管旋转床热解炉和燃烧室。

本实用新型中，浸泡装置用于对芦竹进行预处理，破坏芦竹细胞中的木质素的结构，以达到“软化”芦竹的目的，有利于后续热解。浸泡装置设有浸泡进料口、浸泡液入口和浸泡出料口。

洗涤装置用于清洗从浸泡装置中排出的带有浸泡液的芦竹。本实用新型中，洗涤所用的洗涤液为清水。洗涤装置设有洗涤进料口、洗涤水入口和洗涤出料口，洗涤进料口与浸泡装置的浸泡出料口相连。

蓄热式辐射管旋转床热解炉用于热解芦竹。蓄热式辐射管旋转床热解炉的热效率高，能达到86％以上。本实用新型将高温烟气直接通入蓄热式辐射管旋转床热解炉中，在芦竹完成热解后，第一时间被高温烟气活化，能有效的提高芦竹生物质炭的吸附能力。蓄热式辐射管旋转床热解炉设有热解进料口、烟气入口、可燃气入口、空气入口和生物质吸附剂出口，热解进料口与烘干装置的烘干出料口相连。

为了更好的热解芦竹，蓄热式辐射管旋转床热解炉设置有干燥区和热解区。在这种情况下，高温油气出口和中温烟气出口最好设置在热解区的顶部，以便更好的排出高温油气和中温烟气；高温烟气入口最好设置在热解区的底部，这样高温烟气与热解炭的接触效果最好，有利于其活化。

芦竹热解还会产生高温油气，在现有技术中，一般都将这些高温油气直接送入尾气处理装置进行处理，然而，高温油气带有大量的热量和热解油，这样处理会造成大量的能耗损失。高温油气中的热解油里面带有大量的杂质，要想将其分离出来十分困难，若处理不当，还容易造成环境污染。本实用新型将其燃烧，不仅能有效处理热解油，还能将产生的高温烟气用于活化热解炭。

燃烧室用以燃烧高温油气中的热解油。燃烧室设有高温油气入口、空气入口和高温烟气出口，高温油气入口与蓄热式辐射管旋转床热解炉的高温油气出口相连，高温烟气出口与蓄热式辐射管旋转床热解炉的高温烟气入口相连。

从蓄热式辐射管旋转床热解炉排出的中温烟气还有一定的温度，还有热量可以继续利用。本实用新型将其用于预热蓄热式辐射管旋转床热解炉所用的空气，降低蓄热式辐射管旋转床热解炉热解时的能耗。中温烟气中还带有部分水蒸汽，与空气换热后，这部分水蒸气冷凝为水，可被回收后重新利用。因此，在上述系统的基础上，该系统还可增加旋转空气预热器。

本实用新型所提供的上述系统中的各个装置，除了热解装置必须使用蓄热式辐射管旋转床热解炉外，其余各个装置均不需要限定其具体设备是什么，只要有相应的功能即可。

本实用新型只对整个工艺过程作了简化的介绍，任何一个熟知本领域的技术人员，都可以在本工艺的基础上增减相关的设备来满足要求。

下面参考具体实施例，对本实用新型进行说明。下述实施例中所取工艺条件数值均为示例性的，其可取数值范围如前述实用新型内容中所示。下述实施例所用的检测方法均为本行业常规的检测方法。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种芦竹生物质炭的制备系统。该系统包括：芦竹破碎装置100、浸泡装置200、洗涤装置300、蓄热式辐射管旋转床热解炉400、燃烧室500和旋转空气预热器600。

芦竹破碎装置100设有芦竹入口101和破碎芦竹出口102。

浸泡装置200设有浸泡进料口201、浸泡液入口202、浸泡出料口203、和废弃液出口204。其中，浸泡进料口201与芦竹破碎装置100的破碎芦竹出口102相连。

洗涤装置300设有洗涤进料口301、洗涤水入口302、洗涤出料口303和洗涤水出口304。其中，洗涤进料口301与浸泡装置200的浸泡出料口203相连。

蓄热式辐射管旋转床热解炉400设有热解进料口401、可燃气入口402、空气入口403、高温烟气入口404、高温油气出口405、芦竹生物质炭出口406和中温烟气出口407。其中，热解进料口401与烘干装置400的烘干出料口402相连，高温烟气入口404和中温烟气出口407设置在蓄热式辐射管旋转床热解炉400的底部，高温油气出口404设置在蓄热式辐射管旋转床热解炉400的顶部。

燃烧室500设有高温油气入口501、空气入口502和高温烟气出口503。其中，高温油气入口501与蓄热式辐射管旋转床热解炉400的高温油气出口405相连，高温烟气出口503与蓄热式辐射管旋转床热解炉400的高温烟气入口404相连。

旋转空气预热器600设有中温烟气入口601、空气入口602、冷凝水出口603和预热空气出口604。其中，中温烟气入口601与蓄热式辐射管旋转床热解炉400的中温烟气出口407相连，预热空气出口604与蓄热式辐射管旋转床热解炉400的空气入口403相连。

利用本实施例提供的系统制备芦竹生物质炭吸附剂，，其具体过程如下：

S1：准备长度为4-5cm的芦竹片。

本实施例采用的芦竹原料购自广西桂林星泰公司，芦竹原料含水率30.6wt％。将该芦竹用芦竹破碎装置100破碎成4-5cm的芦竹片。

S2：将所述芦竹片放入装有浸渍液的浸泡装置200中进行浸泡。

所用浸渍液为NaOH和H₂O₂组成的混合水溶液，其中，混合水溶液中NaOH的浓度为1.5wt％，混合水溶液中H₂O₂的浓度为0.5wt％，浸泡时的固液比为1:30g/ml，浸泡时间为8h。

S3：将浸泡后的芦竹片送入洗涤装置300中用水洗涤干净。

S4：将可燃气、空气和洗涤后的芦竹片送入蓄热式辐射管旋转床热解炉400中，先将洗涤后的芦竹片干燥，然后再进行热解。

蓄热式辐射管旋转床热解炉400干燥区的温度为100℃，热解区的温度为300℃，热解的时间为60min。

S5：将热解产生的高温油气送入燃烧室500燃烧，得到高温烟气；将高温烟气送入蓄热式辐射管旋转床热解炉400中保温活化，制得芦竹生物质炭。

高温烟气活化的时间为45min。

S6：蓄热式辐射管旋转床热解炉400还会排出中温烟气；将中温烟气与空气进行换热，制得预热空气和冷凝水；将预热空气送入蓄热式辐射管旋转床热解炉400中，用于热解；冷凝水回收后贮存。

分析上述步骤制得的芦竹生物质炭吸附剂的理化性质，其结果如表1所示。

表1芦竹生物炭吸附剂的理化性质

从表1中可以看出，本实用新型提供的系统制备出的芦竹生物质炭吸附剂的比表面积达到了745m²/g，说明其吸附能力相当强。其次，从表1中碘值、亚甲基蓝脱色力两个指标可以看出，按照本实用新型所提供的系统制备出的芦竹生物质炭吸附剂达到了净水活性炭的标准，表明其是一种性能优异的吸附剂。

综上可知，本实用新型在高温条件下利用烟气来活化芦竹生物质炭，提高了芦竹生物质吸附剂的吸附能力。

需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本实用新型而非限制本实用新型的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下对本实用新型进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本实用新型的范围之内。此外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。

Claims

1.一种芦竹生物质炭的制备系统，其特征在于，所述系统包括浸泡装置、洗涤装置、蓄热式辐射管旋转床热解炉和燃烧室；

所述浸泡装置设有浸泡进料口、浸泡液入口和浸泡出料口；

2.根据权利要求1所述的制备系统，其特征在于，所述蓄热式辐射管旋转床热解炉还设有中温烟气出口，所述制备系统还包括旋转空气预热器；

3.根据权利要求2所述的制备系统，其特征在于，所述高温油气出口设置在所述热解区的顶部，所述高温烟气入口设置在所述热解区的底部，所述中温烟气出口设置在所述热解区的顶部。

4.根据权利要求2所述的制备系统，其特征在于，所述旋转空气预热器采用鼓风机进气，所述旋转空气预热器的空气入口与所述鼓风机相连。