一种木质类活性炭炭化活化一体装置的制作方法

本技术属于活性炭制备，具体涉及一种木质类活性炭炭化活化一体装置。

背景技术：

1、活性炭是一种含碳材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达，比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料，是一种常用的吸附剂、催化剂或催化剂载体。活性炭的化学性质稳定，机械强度高，耐酸、耐碱、耐热，不溶于水与有机溶剂，可以再生使用，已经广泛地应用于化工、环保、食品加工、冶金、药物精制、军事化学防护等各个领域。目前，活性炭材料被广泛用于污水处理、大气污染防治等领域，在治理环境污染方面前景广阔。

2、活性炭按原料来源可分为：木质活性炭、果壳活性炭、矿物原料活性炭、合成树脂活性炭、橡胶/塑料活性炭和再生活性炭等；活性炭按外观形态可分为：粉状、颗粒状、不规则颗粒状、圆柱形、球形和纤维状等。

3、全国各地每年产生的废弃枝条数量巨大，产生的枝条基本均未得到有效利用，被荒置在各地，或者被焚烧，进而影响环境。果树和其它树木枝条中木质素和纤维素的含量较高，导致其固定炭含量较高和孔隙结构较好，是十分适合用于制造活性炭的一种原材料。

4、目前活化设备和活化工艺大多为制造煤基活性炭服务，使用煤基活性炭工艺制造木质类活性炭，生产出的产品产率较低，机械强度较小，孔结构分布不均，且吸附性能较差，部分工艺将树枝粉碎压成颗粒进行出售，未能做到对资源的多级利用和利益最大化。并且现阶段在活性炭生产设备市场上，专门用于生产木质类活性炭的专业设备较少。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种木质类活性炭炭化活化一体装置，以解决现有的装置和设备没有针对木质类活性炭的工艺，制备出的木质类活性炭吸附性能差的缺陷。

2、为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

3、一种木质类活性炭炭化活化一体装置，包括：活化炉、烟气风机和空气风机；活化炉的侧壁上端设置有进料口和尾气出口，活化炉的底部设置有出料口；

4、所述尾气出口连接有再燃室，再燃室的出口连接有余热锅炉，余热锅炉的出口和烟气风机的水蒸气入口连通；烟气风机还设置有二氧化碳入口；

5、活化炉内从上到下依次设置有预热段、炭化段、空气燃烧段和活化段，每一段内均设置有传料板；所述空气风机的出口设置在空气燃烧段；

6、预热段、炭化段、空气段和活化段的两侧均设置有若干个温度传感器和真空表。

7、本实用新型的进一步改进在于：

8、优选的，活化炉内设置有7-12层传料板。

9、优选的，所述传料板沿着长度方向阵列有凹槽。

10、优选的，所述进料口通过进料传送带连接有破碎给料机。

11、优选的，所述活化炉的侧壁从上到下设置有若干个温度与压力监测仪表，所述温度与压力监测仪表包括真空表和温度传感器，所述温度与压力监测仪表连接有温度压力显示仪表。

12、优选的，所述炭化段的温度为400～600℃，活化段温度为700～950℃。

13、优选的，所述余热锅炉和烟气风机之间设置有水蒸气纯化机。

14、优选的，所述烟气风机的水蒸气通入量与原料通入量之比为2.16～3.28(kg/kg)/h，二氧化碳流量与原料通入量之比为1.2～3.6(l/g)/h，所述原料通入量进入进料口的进料量。

15、优选的，所述空气风机进风量为2.6～3.5(l/g)/h。

16、优选的，所述再燃室的空气出口连通有物料存储区，所述物料存储区和进料口连通。

17、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

18、本实用新型公开了一种木质类活性炭炭化活化一体装置，对原料进行炭化活化一体化处理，通过活化炉底部的加热器、通入的气体流量来控制活化炉各层温度，通过风机将空气和水蒸气及烟气通入活化炉内，满足了活化过程的反应条件；通过活化反应的热量消耗和燃烧反应的热量增补，使的活化炉所使用能量大大减少；通过物料在化炉内逐层缓慢移动，满足炭化、活化所需要的时间；通过控制活化炉内各段温度以控制反应的程度；整体炉体开始工作后，几乎无需外加热量，自身活化反应可大致满足热量供应，节省能源，并使原料炭化充分，与现有活化装置相比可使活化效率得到提升，产品性能可控性大大提高。本装置有效地控制了木质类活性炭活化的反应条件，促进了孔隙结构的发展和其孔径的分布，增大了其比表面积，增加了活性炭的活性和吸附性。同时，通过改变传料板的输送速率，以控制原料在活化炉内的移动速率和活化程度，进一步提高了产品性能的可控性。

19、进一步的，活化炉内设置有多层传料板，不同的传料板隶属于不同的工作区，通过调整传料板的物料传递，使得物料能够传递到下一段，同时通过控制传料板的传递速度，能够调整物料在不同区域的反应时间。

20、进一步的，传料板上设置有凹槽，使物料间产生一定间隔，方便物料的传送：凹槽上有小孔，气体能够与物料充分接触，从而更好的进行活化反应。

21、进一步的，物料在进入活化炉前，先通过破碎给料机处理，使得物料满足处理需求。

22、进一步的，活化炉的侧壁设置有多个温度检测仪和真空表，配合温度压力显示仪表，时刻能够监控活化炉内的温度和压力情况，并能根据实际工况进行加压或减压。

23、进一步的，通过活化过程中调节烟气流量和水蒸气与二氧化碳比例以及加热器的功率来调节活化温度，通过调节物料输送速度和烟气流量以控制反应速率。

24、进一步的，活化过程和炭化过程产生的焦油尾气通入再燃室进行充分燃烧，供给余热锅炉，产生的过热蒸汽再供给活化炉，以满足活化过程中蒸汽的需求。

技术特征：

1.一种木质类活性炭炭化活化一体装置，其特征在于，包括：活化炉(17)、烟气风机(11)和空气风机(7)；活化炉的侧壁上端设置有进料口(3)和尾气出口，活化炉的底部设置有出料口(8)；

2.根据权利要求1所述的一种木质类活性炭炭化活化一体装置，其特征在于，活化炉内设置有7-12层传料板(14)。

3.根据权利要求2所述的一种木质类活性炭炭化活化一体装置，其特征在于，所述传料板(14)沿着长度方向阵列有凹槽(18)。

4.根据权利要求1所述的一种木质类活性炭炭化活化一体装置，其特征在于，所述进料口(3)通过进料传送带(2)连接有破碎给料机(1)。

5.根据权利要求1所述的一种木质类活性炭炭化活化一体装置，其特征在于，所述活化炉(17)的侧壁从上到下设置有若干个温度与压力监测仪表(20)，所述温度与压力监测仪表(20)包括真空表和温度传感器，所述温度与压力监测仪表(20)连接有温度压力显示仪表(19)。

6.根据权利要求1所述的一种木质类活性炭炭化活化一体装置，其特征在于，所述炭化段的温度为400～600℃，活化段温度为700～950℃。

7.根据权利要求1所述的一种木质类活性炭炭化活化一体装置，其特征在于，所述余热锅炉(4)和烟气风机(11)之间设置有水蒸气纯化机(5)。

8.根据权利要求1所述的一种木质类活性炭炭化活化一体装置，其特征在于，所述烟气风机(11)的水蒸气通入量与原料通入量之比为2.16～3.28(kg/kg)/h，二氧化碳流量与原料通入量之比为1.2～3.6(l/g)/h，所述原料通入量进入进料口(3)的进料量。

9.根据权利要求1所述的一种木质类活性炭炭化活化一体装置，其特征在于，所述空气风机(7)进风量为2.6～3.5(l/g)/h。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的木质类活性炭炭化活化一体装置，其特征在于，所述再燃室(16)的空气出口连通有物料存储区，所述物料存储区和进料口(3)连通。

技术总结本技术公开了一种木质类活性炭炭化活化一体装置，属于活性炭制备技术领域，该装置对原料进行炭化活化一体化处理。通过风机将空气和水蒸汽及烟气通入活化炉内，满足了活化过程的反应条件；通过活化反应的热量消耗和燃烧反应的热量增补，使的活化炉使用能量大大减少；通过物料在活化炉内逐层缓慢移动，满足炭化、活化所需要的时间；通过控制活化炉内各段温度以控制反应的程度；整体炉体开始工作后，几乎无需外加热量，自身活化反应可大致满足热量供应，节省能源，并使原料炭化充分，与现有活化装置相比可使活化效率得到提升，产品性能可控性大大提高。技术研发人员：刘大伟,许明,黄坤,洪传勋,张飞,刘小凤,徐龙受保护的技术使用者：陕西西咸新区环境集团有限公司技术研发日：20231030技术公布日：2024/5/27