CN206970534U - 处理芦竹的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了处理芦竹的系统，包括：预处理装置，具有芦竹入口和预处理后芦竹出口；旋转床热解炉，包括：环形炉膛，其内限定出冶炼空间；可转动布料盘，其位于冶炼空间中，将冶炼空间分为自上而下的热解腔室和供热腔室；热气进口，其位于供热腔室；进料口，其位于热解腔室且与预处理后芦竹出口相连，在进料口处布置匀料器；热解油气出口，其位于热解腔室；生物炭出口，其位于热解腔室；研磨装置，具有生物炭入口和生物炭粉出口；混合罐，具有生物炭粉入口、含有磷酸盐和盐酸的改性液入口、残液出口和改性生物炭出口。该系统所得的改性生物炭的比表面积可达480‑550m²/g，用该改性生物炭修复污染土壤，可将土壤中的铬含量降至4.0mg/kg以下。

Description

处理芦竹的系统

技术领域

本实用新型属于有机固体废物资源化综合利用领域，具体而言，本实用新型涉及处理芦竹的系统。

背景技术

芦竹，一种水生植物，为禾本科，属多年生草本植物。芦竹繁殖速度快，生物量大，是湿地生态修复的常用植物。芦竹生物质含有大量的纤维素和木质素，具有较高的燃烧热值。但是，目前缺乏经济有效的资源化利用技术，导致湿地系统中芦竹不能及时去除，任其自然腐烂分解，污染物及营养物质又被释放到湿地系统中，造成二次污染。此外，还有一部分用于直接燃烧产热，或作为饲料、肥料和制浆造纸工业的原料，这些领域的利用量不足农林生物质废弃物重量的50％。同时，这些方法既造成了对生态环境的污染，又造成了资源的极大浪费，不能达到生物质资源的“资源化，减量化，无害化”的处理要求。

因此，现有处理芦竹的技术有待进一步改进。

实用新型内容

本实用新型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，本实用新型的一个目的在于提出一种处理芦竹的系统。该系统易操作，设备运行稳定可靠、清洁节能，且热效率高，所得的改性生物炭的比表面积可达480-550m²/g，用该改性生物炭修复污染土壤，可将土壤中的铬含量降至4.0mg/kg以下。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种处理芦竹的系统，根据本实用新型的实施例，该系统包括：

预处理装置，所述预处理装置具有芦竹入口和预处理后芦竹出口；

旋转床热解炉，所述旋转床热解炉包括：

环形炉膛，所述环形炉膛内限定出冶炼空间；

可转动布料盘，所述布料盘位于所述冶炼空间中，并且所述布料盘将所述冶炼空间分为自上而下的热解腔室和供热腔室，所述布料盘上布置有通孔；

热气进口，所述热气进口位于所述供热腔室；

进料口，所述进料口位于所述热解腔室且与所述预处理后芦竹出口相连，并且在所述进料口处布置匀料器；

热解油气出口，所述热解油气出口位于所述热解腔室；

生物炭出口，所述生物炭出口位于所述热解腔室；

研磨装置，所述研磨装置具有生物炭入口和生物炭粉出口，所述生物炭入口与所述生物炭出口相连；

混合罐，所述混合罐具有生物炭粉入口、含有磷酸盐和盐酸的改性液入口、残液出口和改性生物炭出口，所述生物炭粉入口与所述生物炭粉出口相连。

根据本实用新型实施例的处理芦竹的系统通过将芦竹进行简单的预处理无需干燥处理即可送至旋转床热解炉，在旋转床热解炉内，热气从位于旋转床热解炉下方的供热腔室进入，预处理后芦竹在匀料器的作用下均匀布置在可转动布料盘上，且在布料盘上布置有通孔，从而显著提高预处理后芦竹与热气的接触面积，进而提高预处理后芦竹的热解效率；热解所得的生物炭经研磨得到生物炭粉，可显著提高生物炭粉的比表面积，进而提高后续生物炭粉的改性效率；在混合罐中，采用含有磷酸盐和盐酸的改性液对生物炭粉进行改性，盐酸提供氢离子，磷酸盐提供磷酸根，两者混合后对生物炭粉进行改性，改性后，生物炭粉的比表面积增大，可达480-550m²/g，pH值下降0.5-1个单位，磷元素最终以偏磷酸的形式存在于生物炭中，同时促进生物炭表面酸性官能团产生，由此有助于和活性重金属离子反应，生成沉淀物质，进而达到去除污染土壤中的重金属离子的目的，并且采用该改性生物炭用于修复污染土壤，可使得土壤中的铬含量降至4.0mg/kg以下，使得修复后的土壤的重金属含量达标。

另外，根据本实用新型上述实施例的处理芦竹的系统还可以具有如下附加的技术特征：

任选的，上述处理芦竹的系统进一步包括：干燥装置，所述干燥装置具有改性生物炭入口、燃料入口和干燥改性生物炭出口，所述改性生物炭入口与所述改性生物炭出口相连，所述燃料入口与所述热解油气出口相连。由此，有利于提高系统的热利用率，同时提高改性生物炭的品质。

本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/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是根据本实用新型一个实施例的处理芦竹的系统结构示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的蓄热式旋转床的结构示意图；

图3是根据本实用新型再一个实施例的蓄热式旋转床的可转动布料盘的结构示意图；

图4是根据本实用新型再一个实施例的处理芦竹的系统结构示意图；

图5是根据本实用新型一个实施例的处理芦竹的系统处理芦竹的方法流程示意图；

图6是根据本实用新型再一个实施例的处理芦竹的系统处理芦竹的方法流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种处理芦竹的系统，根据本实用新型的实施例，参考图1，该系统包括：预处理装置100、旋转床热解炉200、研磨装置300和混合罐400。

根据本实用新型的实施例，预处理装置100具有芦竹入口101和预处理后芦竹出口102，且适于将芦竹进行预处理，以便得到预处理后芦竹。需要说明的是，预处理装置并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，例如可以为切割装置或成型装置。当使用切割装置时，可将芦竹切割成芦竹片，当使用成型装置时，可将芦竹成型为竹屑块，有利于将预处理后芦竹布料于旋转床热解炉内，并提高预处理后芦竹的热解效率。

根据本实用新型的一个实施例，预处理后芦竹的粒径并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，预处理后芦竹的粒径可以为10～20cm。发明人发现，该粒径范围可显著优于其他提高旋转床热解炉内预处理后芦竹的热解效率，同时节约能耗。

根据本实用新型的实施例，参考图1-3，旋转床热解炉200包括：环形炉膛21、可转动布料盘22、热气进口201、进料口202、热解油气出口203和生物炭出口204。

根据本实用新型的一个实施例，参考图1-2，环形炉膛21内限定出冶炼空间210，可转动布料盘22布置在冶炼空间210内，并且布料盘22将冶炼空间210分为自上而下的热解腔室211和供热腔室212，并且参考图3，布料盘22上布置有通孔221。由此，供热腔室中的热气通过布料盘上的通孔对布料盘上的预处理后芦竹进行加热，实现预处理后芦竹的热解。

根据本实用新型的一个实施例，参考图2，热气进口201可以布置在供热腔室212上，且适于向供热腔室供给热气，以便提供热量实现对预处理芦竹的热解。具体的，热气可以为含氢气、甲烷等可燃气体的混合气，其温度可以为100-200摄氏度。

根据本实用新型的再一个实施例，参考图1和2，进料口202、热解油气出口203和生物炭出口204分别布置在热解腔室211，且进料口202与预处理后芦竹出口102相连，并在进料口202处布置匀料器23。具体的，进料口布置热解腔室的侧壁上，热解油气出口布置在热解腔室的顶壁上，生物炭出口布置在热解腔室的侧壁上。

根据本实用新型的又一个实施例，布料盘上料层的厚度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，布料盘上料层的厚度可以为100～150mm。由此，可进一步提高旋转床热解炉内预处理后芦竹的热解效率，节约能耗。发明人发现，若布料盘上料层的厚度过高，会使布料盘上的物料受热不均匀，影响物料上端气体的流动；而若布料盘上料层的厚度过低则会造成布料盘上端空间的浪费，降低整个工艺的经济性。由此，采用本申请所述的布料盘上料层的厚度可以显著优于其他在保证布料盘上物料受热均匀的同时提高整个工艺的经济性。

根据本实用新型的又一个实施例，热解处理的条件并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，热解处理的温度可以为500-600摄氏度，时间可以为60-80min。发明人发现，采用本申请提出的热解处理的温度和时间可以显著优于其他提高预处理后芦竹的热解效率同时节约能耗。

具体的，预处理后芦竹可先堆放于储料罐中1-3天，然后通过抓斗将储料罐中的预处理后芦竹送至进料系统，进料系统下端设置有物料计量器，用于计量预处理后芦竹的输送速度，通过控制预处理后芦竹的进料速度可直接控制后段旋转床热解炉的布料厚度，再在进料口处的匀料器的作用下，可将预处理后芦竹均匀的布置在布料盘上，热气从供热腔室进入旋转床热解炉，通过布料盘上的通孔，对布料盘上的预处理后芦竹进行热解，得到生物炭和热解油气。

根据本实用新型的实施例，研磨装置300具有生物炭入口301和生物炭粉出口302，生物炭入口301与生物炭出口204相连，且适于将生物炭进行研磨处理，以便得到生物炭粉。具体的，将从旋转床热解炉出料螺旋送出的固体产物生物炭送至研磨装置，将生物炭研磨并筛分，得到的生物炭粉，输送至储料罐中备用。由此，可显著提高生物炭粉的比表面积，有利于提高后续生物炭粉的改性效率，同时提高所得改性生物炭的品质。

根据本实用新型的一个实施例，生物炭粉的粒径并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，生物炭粉的粒径可以为75～150微米。发明人发现，采用本实用新型提出的生物炭粉的粒径可显著优于其他提高生物炭粉的改性效率，同时节约成本，提高工艺的经济性。

根据本实用新型的实施例，混合罐400具有生物炭粉入口401、含有磷酸盐和盐酸的改性液入口402、残液出口403和改性生物炭出口404，生物炭粉入口401与生物炭粉出口302相连，且适于将生物炭粉与含有磷酸盐和盐酸的改性液接触进行改性，以便得到残液和改性生物炭。发明人发现，在混合罐中，采用含有磷酸盐和盐酸的改性液对生物炭粉进行改性，盐酸提供氢离子，磷酸盐提供磷酸根，两者混合后对生物炭粉进行改性，改性后，生物炭粉的比表面积增大，可达480-550m²/g，pH值下降0.5-1个单位，磷元素最终以偏磷酸的形式存在于生物炭中，同时促进生物炭表面酸性官能团产生，由此有助于和活性重金属离子反应，生成沉淀物质，进而达到去除污染土壤中的重金属离子的目的。

根据本实用新型的一个实施例，含有磷酸盐和盐酸的改性液中磷酸盐和盐酸比例并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，含有磷酸盐和盐酸的改性液中磷酸盐和盐酸的摩尔比可以为(2-4)：1。由此，可进一步提高生物炭粉的改性效率，进而提高所得改性生物炭的品质。发明人发现，含有磷酸盐和盐酸的改性液中磷酸盐和盐酸的混合比过高，则磷酸盐相对较多，可能会使得生成的磷酸较少，富余较多的磷酸盐，若含有磷酸盐和盐酸的改性液中磷酸盐和盐酸的混合比过低，则盐酸又相对较多，过酸的环境不利于土壤中微生物的生存，且会造成土壤肥力下降。由此，采用本申请所述的含有磷酸盐和盐酸的改性液中磷酸盐和盐酸的混合比可以显著优于其他提高改性生物炭的品质。

根据本实用新型的再一个实施例，磷酸盐的具体类型并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，磷酸盐可以为选自磷酸钠、磷酸铵和磷酸钾中的至少之一。由此，可进一步提高生物炭粉的改性效率同时提高后续所得改性生物炭的品质。

根据本实用新型的又一个实施例，盐酸的质量浓度并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，盐酸的质量浓度可以为8-10wt％。发明人发现，若盐酸的质量浓度会不利于土壤中微生物的生存，造成土壤肥力下降；而若盐酸的质量浓度过低，则会降低生物炭粉的改性效率且影响后续所得改性生物炭的品质。

根据本实用新型的又一个实施例，生物炭粉与磷酸盐的质量比并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，生物炭粉与磷酸盐的质量比可以为1：(1.0-3.0)。发明人发现，生物炭粉与磷酸盐的质量比过高会破坏生物炭的结构，过低会导致生物炭粉改性不完全。

根据本实用新型的又一个实施例，混合处理的时间并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，混合处理的时间可以为24-48h。发明人发现，采用本实用新型提出的混合处理时间可以显著优于其他提高生物炭粉的改性效率，同时节约能耗，提高生产效率。

具体的，首先将磷酸盐按摩尔比(2-4):1溶解到浓度为8-10wt％的盐酸中，配制含有磷酸盐和盐酸的改性液，并先将一定质量的该改性液泵入混合罐中；然后再利用输送装置将研磨后的生物炭粉输送至混合罐中，要求生物炭粉与磷酸盐的质量比为1：(1.0-3.0)，并在添加生物炭粉的过程中不断搅拌，保证生物炭粉与含有磷酸盐和盐酸的改性液混合均匀，待添加完全后，搅拌浸渍24-48h；最后待反应完全，利用混合罐内置的过滤装置，将混合溶液过滤，过滤后的滤液进污水系统，达标后排放，得到的固体便是改性生物炭。

根据本实用新型实施例的处理芦竹的系统通过将芦竹进行简单的预处理无需干燥处理即可送至旋转床热解炉，在旋转床热解炉内，热气从位于旋转床热解炉下方的供热腔室进入，预处理后芦竹在匀料器的作用下均匀布置在可转动布料盘上，且在布料盘上布置有通孔，从而显著提高预处理后芦竹与热气的接触面积，进而提高预处理后芦竹的热解效率；热解所得的生物炭经研磨得到生物炭粉，可显著提高生物炭粉的比表面积，进而提高后续生物炭粉的改性效率；在混合罐中，采用含有磷酸盐和盐酸的改性液对生物炭粉进行改性，盐酸提供氢离子，磷酸盐提供磷酸根，两者混合后对生物炭粉进行改性，改性后，生物炭粉的比表面积增大，可达480-550m²/g，pH值下降0.5-1个单位，磷元素最终以偏磷酸的形式存在于生物炭中，同时促进生物炭表面酸性官能团产生，由此有助于和活性重金属离子反应，生成沉淀物质，进而达到去除污染土壤中的重金属离子的目的，并且采用该改性生物炭用于修复污染土壤，可使得土壤中的铬含量降至4.0mg/kg以下，使得修复后的土壤的重金属含量达标。

根据本实用新型的实施例，参考图4，上述处理芦竹的系统进一步包括：干燥装置500。

根据本实用新型的实施例，干燥装置500具有改性生物炭入口501、燃料入口502和干燥改性生物炭出口503，改性生物炭入口501与改性生物炭出口404相连，燃料入口502与热解油气出口203相连，且适于将改性生物炭进行干燥处理，以便得到干燥改性生物炭。由此，有利于提高系统的热利用率，同时提高改性生物炭的品质。

根据本实用新型一个实施例，干燥处理的条件并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，干燥处理的温度可以为70-100摄氏度，时间可以为10-16h。由此，可显著提高改性生物炭的干燥处理效率，提高干燥改性生物炭的品质，同时节约能耗。

如上所述，上述处理芦竹的系统至少具有下列所述的优点之一：

根据本实用新型实施例的处理芦竹的系统，相对于现有技术对芦竹进行干燥处理而需要消耗大量的能量，同时需要配置污水和废气处理装置，经济成本高的特点，本系统无需干燥处理，直接湿基进料即可，经济效益高；

根据本实用新型实施例的处理芦竹的系统，相对于现有技术热解使用通氮气、氩气的马弗炉、管式炉、升降炉等煅烧炉的热解效率较低和资源利用率低，本系统采用旋转床热解炉，热气直接从供热腔室进入，与预处理后芦竹直接接触，可显著降低热解过程中的能耗，同时提高热解效率和生产效率；

根据本实用新型实施例的处理芦竹的系统，通过将生物炭粉改性与热解程序分开，改性过程中使用自行配制的含有磷酸盐和盐酸的改性液，并在混合时不断搅拌，使得含有磷酸盐和盐酸的改性液与生物炭粉充分接触，改性后，改性生物炭的比表面积可达480-550m²/g，pH下降0.5-1个单位；

根据本实用新型实施例的处理芦竹的系统，采用该工艺所得的改性生物炭可用于污染土壤的修复，可使得土壤中铬含量降至4.0mg/kg以下，使污染土壤的重金属含量达标(参考标准GB-16889-2008)。

为了方便理解，下面对采用本实用新型提出的上述处理芦竹的系统处理芦竹的方法进行详细描述，根据本实用新型的实施例，参考图5，该方法包括：

S100：将芦竹供给至预处理装置中进行预处理

该步骤中，将芦竹供给至预处理装置中进行预处理，以便得到预处理后芦竹。需要说明的是，预处理装置并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，例如可以为切割装置或成型装置。当使用切割装置时，可将芦竹切割成芦竹片，当使用成型装置时，可将芦竹成型为竹屑块，有利于将预处理后芦竹布料于旋转床热解炉内，并提高预处理后芦竹的热解效率。

根据本实用新型的一个实施例，预处理后芦竹的粒径并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，预处理后芦竹的粒径可以为10～20cm。发明人发现，该粒径范围可显著优于其他提高旋转床热解炉内预处理后芦竹的热解效率，同时节约能耗。

S200：将预处理后芦竹供给至旋转床热解炉中进行热解处理

该步骤中，将预处理后芦竹供给至旋转床热解炉中进行热解处理，以便得到生物炭和热解油气。具体的，预处理后芦竹可先堆放于储料罐中1-3天，然后通过抓斗将储料罐中的预处理后芦竹送至进料系统，进料系统下端设置有物料计量器，用于计量预处理后芦竹的输送速度，通过控制预处理后芦竹的进料速度可直接控制后段旋转床热解炉的布料厚度，再在进料口处的匀料器的作用下，可将预处理后芦竹均匀的布置在布料盘上，热气从供热腔室进入旋转床热解炉，通过布料盘上的通孔，对布料盘上的预处理后芦竹进行热解，得到生物炭和热解油气。

根据本实用新型的一个实施例，布料盘上料层的厚度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，布料盘上料层的厚度可以为100～150mm。由此，可进一步提高旋转床热解炉内预处理后芦竹的热解效率，节约能耗。

发明人发现，若布料盘上料层的厚度过高，会使布料盘上的物料受热不均匀，影响物料上端气体的流动；而若布料盘上料层的厚度过低则会造成布料盘上端空间的浪费，降低整个工艺的经济性。由此，采用本申请所述的布料盘上料层的厚度可以显著优于其他在保证布料盘上物料受热均匀的同时提高整个工艺的经济性。

根据本实用新型的又一个实施例，热解处理的条件并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，热解处理的温度可以为500-600摄氏度，时间可以为60-80min。发明人发现，采用本申请提出的热解处理的温度和时间可以显著优于其他提高预处理后芦竹的热解效率同时节约能耗。

S300：将生物炭供给至研磨装置中进行研磨处理

该步骤中，将生物炭供给至研磨装置中进行研磨处理，以便得到生物炭粉。具体的，将从旋转床热解炉出料螺旋送出的固体产物生物炭送至研磨装置，将生物炭研磨并筛分，得到的生物炭粉，输送至储料罐中备用。由此，可显著提高生物炭粉的比表面积，有利于提高后续生物炭粉的改性效率，同时提高所得改性生物炭的品质。

根据本实用新型的一个实施例，生物炭粉的粒径并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，生物炭粉的粒径可以为75～150微米。发明人发现，采用本实用新型提出的生物炭粉的粒径可显著优于其他提高生物炭粉的改性效率，同时节约成本，提高工艺的经济性。

S400：将生物炭粉供给至混合罐中与含有磷酸盐和盐酸的改性液接触进行改性

该步骤中，将生物炭粉供给至混合罐中与含有磷酸盐和盐酸的改性液接触进行改性，以便得到残液和改性生物炭。发明人发现，在混合罐中，采用含有磷酸盐和盐酸的改性液对生物炭粉进行改性，盐酸提供氢离子，磷酸盐提供磷酸根，两者混合后对生物炭粉进行改性，改性后，生物炭粉的比表面积增大，可达480-550m²/g，pH值下降0.5-1个单位，磷元素最终以偏磷酸的形式存在于生物炭中，同时促进生物炭表面酸性官能团产生，由此有助于和活性重金属离子反应，生成沉淀物质，进而达到去除污染土壤中的重金属离子的目的。

根据本实用新型的一个实施例，含有磷酸盐和盐酸的改性液中磷酸盐和盐酸的混合比例并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，含有磷酸盐和盐酸的改性液中磷酸盐和盐酸的摩尔比可以为(2-4)：1。由此，可进一步提高生物炭粉的改性效率，进而提高所得改性生物炭的品质。发明人发现，含有磷酸盐和盐酸的改性液中磷酸盐和盐酸的混合比过高，则磷酸盐相对较多，可能会使得生成的磷酸较少，富余较多的磷酸盐，若含有磷酸盐和盐酸的改性液中磷酸盐和盐酸的混合比过低，则盐酸又相对较多，过酸的环境不利于土壤中微生物的生存，且会造成土壤肥力下降。由此，采用本申请所述的含有磷酸盐和盐酸的改性液中磷酸盐和盐酸的混合比可以显著优于其他提高改性生物炭的品质。

根据本实用新型的再一个实施例，磷酸盐的具体类型并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，磷酸盐可以为选自磷酸钠、磷酸铵和磷酸钾中的至少之一。由此，可进一步提高生物炭粉的改性效率同时提高后续所得改性生物炭的品质。

根据本实用新型的又一个实施例，盐酸的质量浓度并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，盐酸的质量浓度可以为8-10wt％。发明人发现，若盐酸的质量浓度会不利于土壤中微生物的生存，造成土壤肥力下降；而若盐酸的质量浓度过低，则会降低生物炭粉的改性效率且影响后续所得改性生物炭的品质。

根据本实用新型的又一个实施例，生物炭粉与磷酸盐的质量比并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，生物炭粉与磷酸盐的质量比可以为1：(1.0-3.0)。发明人发现，生物炭粉与磷酸盐的质量比过高会破坏生物炭的结构，过低会导致生物炭粉改性不完全。

根据本实用新型的又一个实施例，混合处理的时间并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，混合处理的时间可以为24-48h。发明人发现，采用本实用新型提出的混合处理时间可以显著优于其他提高生物炭粉的改性效率，同时节约能耗，提高生产效率。

具体的，首先将磷酸盐按摩尔比(2-4):1溶解到浓度为8-10wt％的盐酸中，配制含有磷酸盐和盐酸的改性液，并先将一定质量的该改性液泵入混合罐中；然后再利用输送装置将研磨后的生物炭粉输送至混合罐中，要求生物炭粉与磷酸盐的质量比为1：(1.0-3.0)，并在添加生物炭粉的过程中不断搅拌，保证生物炭粉与含有磷酸盐和盐酸的改性液混合均匀，待添加完全后，搅拌浸渍24-48h；最后待反应完全，利用混合罐内置的过滤装置，将混合溶液过滤，过滤后的滤液进污水系统，达标后排放，得到的固体便是改性生物炭。

根据本实用新型实施例的处理芦竹的系统处理芦竹的方法通过将芦竹进行简单的预处理无需干燥处理即可送至旋转床热解炉，在旋转床热解炉内，热气从位于旋转床热解炉下方的供热腔室进入，预处理后芦竹在匀料器的作用下均匀布置在可转动布料盘上，且在布料盘上布置有通孔，从而显著提高预处理后芦竹与热气的接触面积，进而提高预处理后芦竹的热解效率；热解所得的生物炭经研磨得到生物炭粉，可显著提高生物炭粉的比表面积，进而提高后续生物炭粉的改性效率；在混合罐中，采用含有磷酸盐和盐酸的改性液对生物炭粉进行改性，盐酸提供氢离子，磷酸盐提供磷酸根，两者混合后对生物炭粉进行改性，改性后，生物炭粉的比表面积增大，可达480-550m²/g，pH值下降0.5-1个单位，磷元素最终以偏磷酸的形式存在于生物炭中，同时促进生物炭表面酸性官能团产生，由此有助于和活性重金属离子反应，生成沉淀物质，进而达到去除污染土壤中的重金属离子的目的，并且采用该改性生物炭用于修复污染土壤，可使得土壤中的铬含量降至4.0mg/kg以下，使得修复后的土壤的重金属含量达标。

根据本实用新型的实施例，参考图6，上述采用处理芦竹的系统处理芦竹的方法进一步包括：

S500：将改性生物炭供给至干燥装置中进行干燥处理

该步骤中，将改性生物炭供给至干燥装置中进行干燥处理，以便得到干燥改性生物炭。由此，有利于提高系统的热利用率，同时提高改性生物炭的品质。

根据本实用新型一个实施例，干燥处理的条件并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的一个具体实施例，干燥处理的温度可以为70-100摄氏度，时间可以为10-16h。由此，可显著提高改性生物炭的干燥处理效率，提高干燥改性生物炭的品质，同时节约能耗。

需要说明的是，上述针对处理芦竹的系统所描述的特征和优点同样适用于该采用处理芦竹的系统处理芦竹的方法，此处不再赘述。

下面参考具体实施例，对本实用新型进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本实用新型。

实施例

由石首市提供的100t芦竹，含水量为39.0wt％，经过预处理装置切段或压块后送入储料罐中，然后通过抓斗将储料罐中的预处理后芦竹送至进料系统，预处理后芦竹的粒径为10～20cm，再通过带有密封装置的进料系统进入旋转床热解炉，在匀料器的作用下，物料均匀布料在布料盘上，布料厚度控制在28±2mm，在热气(含氢气、甲烷等可燃气体的混合气，其温度为100-200摄氏度)的作用下，在500～600摄氏度的温度下进行热解，热解60～80min，得到生物炭和热解油气。生物炭研磨筛分，得到粒径为75-150微米的生物炭粉，之后通过螺旋输送装置，将筛分后的生物炭粉运送到混合罐中，在添加生物炭粉之前，配制含有磷酸盐和盐酸的改性液，磷酸盐与10wt％的盐酸的摩尔比为3：1，并先将该含有磷酸盐和盐酸的改性液按生物炭粉与磷酸盐的质量比为1：2的量泵入混合罐中，然后再往混合罐中添加生物炭粉，在添加的同时利用框式搅拌器不断搅拌，常温常压下搅拌浸渍36h。待反应完全后，利用混合罐内置的过滤装置，将混合溶液过滤，过滤后的滤液进污水系统，达标后排放，固体进干燥系统，在80摄氏度下烘干处理，得到干燥改性生物炭。

已知污染土壤中铬含量为25mg/kg，将上述干燥改性生物炭和污染土壤按照质量比为1：150混合，培养60天后，污染土壤中铬含量降至4.0mg/kg。

本实用新型所述工艺方法可长期平稳操作，设备故障率极低。

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实用新型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实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (2)

1.一种处理芦竹的系统，其特征在于，包括：

预处理装置，所述预处理装置具有芦竹入口和预处理后芦竹出口；

旋转床热解炉，所述旋转床热解炉包括：

环形炉膛，所述环形炉膛内限定出冶炼空间；

可转动布料盘，所述布料盘位于所述冶炼空间中，并且所述布料盘将所述冶炼空间分为自上而下的热解腔室和供热腔室，所述布料盘上布置有通孔；

热气进口，所述热气进口位于所述供热腔室；

进料口，所述进料口位于所述热解腔室且与所述预处理后芦竹出口相连，并且在所述进料口处布置匀料器；

热解油气出口，所述热解油气出口位于所述热解腔室；

生物炭出口，所述生物炭出口位于所述热解腔室；

研磨装置，所述研磨装置具有生物炭入口和生物炭粉出口，所述生物炭入口与所述生物炭出口相连；

混合罐，所述混合罐具有生物炭粉入口、含有磷酸盐和盐酸的改性液入口、残液出口和改性生物炭出口，所述生物炭粉入口与所述生物炭粉出口相连。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：

干燥装置，所述干燥装置具有改性生物炭入口、燃料入口和干燥改性生物炭出口，所述改性生物炭入口与所述改性生物炭出口相连，所述燃料入口与所述热解油气出口相连。