[发明专利]一种生物质制备活性炭的方法

说明书

一种生物质制备活性炭的方法，属于生物质能源化工领域，包括：1)生物质热解生产热解气和热解炭；2)热解气引入中温蒸汽锅炉加热生产中温蒸汽，再引入高温蒸汽锅炉，同时引入中温蒸汽，燃烧加热高温蒸汽温度至850℃～950℃，引入回转活化炉；3)浸渍生物质炭从回转活化炉顶端加入，与高温蒸汽逆流行进，进入反应区，与从回转活化炉底端引入的高温蒸汽混合，活化反应生产活性炭，下行从回转活化炉尾端排出，经间接换热，降温，经水洗、干燥、包装；4)富氢气体上行加热浸渍生物质炭，引入燃烧炉燃烧生产高温蒸汽。本发明的方法生产活性炭能耗小、成本低，收率高，有利于连续化生产和规模放大。

技术领域

本发明属于生物质能源化工领域，具体公开了一种生物质制备活性炭的方法。

背景技术

活性炭吸附性能优异，性质稳定，循环再生性好，被广泛应用于化学吸附脱色、环境治理等领域。但传统的活性炭制备原料多为不可再生资源，高质量的活性炭价格高，再生效率低，严重制约其大规模的工业应用。以农林废弃物为原料，不仅可降低成本，还可使农林废弃物得到资源化利用，同时还避免了无组织焚烧带来的环境污染问题。我国植物秸秆资源丰富，为制备活性炭提供了丰富的原料，但是水蒸气活化制备生物质基活性炭，最大的问题是生物质炭质轻、空隙多、容易燃烧，不能采用直接加热的办法制备活性炭，而采用间接加热水蒸气活化又存在能耗高、设备复杂、成本高的问题，无法与传统水蒸气活化法制备的活性炭竞争。

如何解决生物质炭水蒸气活化的加热方法，如何提高收率，已经成为生物质基活性炭发展的障碍，因此现有技术中需要一种新的技术方案解决这些问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物质制备活性炭的方法，采用该方法生产活性炭能耗小、成本低，有利于连续化生产和规模放大。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种生物质制备活性炭的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一、生物质热解：

生物质粉碎至粒径30mm～100mm，经斗氏提升机加入热解塔，调整进入热解区的氧含量，使热解段温度保持在600℃～700℃，热解0.5h～1.0h，生物质分解为热解气和热解炭；

步骤二、热解气生产高温蒸汽：

将所述步骤一中得到的600℃～700℃的热解气引入中温蒸汽锅炉间接加热生产温度为150℃～180℃的中温蒸汽，再同时将热解气和中温蒸汽引入高温蒸汽锅炉，燃烧加热至850℃～950℃，生产高温蒸汽；

步骤三、活化剂浸渍：

按质量比为100：(1～3)将生物质炭与活化剂溶液喷淋混合均匀，再浸渍6h～12h，制备浸渍生物质炭；

步骤四、生物质炭活化：

将步骤二制备的高温蒸汽从带有倾角的回转活化炉炉底部加入，逆流上行，到达活化区；将步骤三制备的浸渍生物质炭从回转活化炉顶部加入，顺流下行，到达反应区，在温度为850℃～950℃的条件下，进行活化反应，产物气体经过上部反应物加入区，加热浸渍生物质炭，引入燃烧炉燃烧制备高温蒸汽；粗品活性炭从回转活化炉底部排出；

步骤五、水洗干燥：

按照质量比为1:10将步骤四的粗品活性炭和去离子水加入到水洗釜中，第一次水洗、过滤，收集滤液返回步骤三循环利用，滤饼再水洗、过滤，至pH值为7，转移到干燥炉，在120℃干燥12h，活性炭出料、降温、包装。

进一步，所述热解塔、中温蒸汽锅炉、高温蒸汽锅炉及回转活化炉首尾相连。

进一步，所述步骤四中从浸渍生物质炭加入到粗品活性炭从底部排出的时间为1h～2h。

进一步，所述步骤四中回转活化炉采用变频调节的方式回转，转速为10r/min～15r/min。