[发明专利]多腔串联自热式外加热转炉生物质炭化-活化装置与方法

说明书

本发明公开了一种多腔串联自热式外加热转炉生物质炭化‑活化装置与方法，该装置包括多腔反应炉体、支撑传动组件、微负压气路流通系统。该方法包括将烘干后的生物质原料或将炭化料和水蒸气加入回转的炉体，在炭化/活化腔体中沿筒体斜度向前输送并进行热解炭化或活化反应，炭化料与可燃油气或活性炭和活化气在输送反应的过程中高温分离；高温油气或活化气在微负压作用下进入内串联燃烧供热腔中燃烧，产生热量为后续反应供热。本发明装置使用微负压内串联腔体燃烧供热，无需单独设置燃烧室，结构紧凑，热利用效率高，余热可回收，解决生物质活性炭生产过程中炭化工艺能耗高的问题。

技术领域

本发明属于生物质资源利用技术领域，具体涉及一种多腔串联自热式外加热转炉生物质炭化-活化装置与方法。

背景技术

活性炭是一种性能优良的吸附剂，具有物理吸附和化学吸附的双重特性，适用广泛。随着工业农的发展，对其需求日益增多，在催化剂载体，废气、污水处理，气体、水质净化，溶剂的回收，浸渍液制备等各个方面均有着十分重要的应用。目前制备活性炭的原料主要包括生物质和优质煤。相比于传统的使用煤作为原料制取活性炭，生物质原料具有来源广泛、价格低廉、工艺简单、污染物少等诸多优点，因而受到越来越多的关注。

制备活性炭包括物理法和化学法两种方法，由于环境要求和经济性要求日益提高，物理法制备活性炭越来越具优势。使用生物质作为原料，以物理法两步制备活性炭包括炭化和活化两个步骤，分别需要在炭化炉和活化炉中进行。相比于煤来说，使用生物质作为原料制备活性炭对于装置的要求更高。

目前通过生物质制备活性炭技术已得到一定的发展，但用于生物质物理法制取活性炭的炭化、活化的设备和工艺仍存在许多不足。考虑到产品活性炭的质量，炭化过程和活化过程一般采用外热式的炉型，现有物理法生产生物质活性炭所采用的外热式回转炉多需要单独设置燃烧室，占地空间大；其转筒一般为单一的圆筒，圆筒内除物料占用少量空间外，大部分空间没有得到有效利用；此外，传统外加热的供热方式换热效率不高，能耗较大。研发一种紧凑、高效的外热式生物质炭化/活化设备尤为重要。

发明内容

发明目的：为克服现有技术中存在的不足，本发明提供多腔串联自热式外加热转炉生物质炭化-活化装置与方法，该装置使用微负压多腔串联自热式外加热转炉供热，无需单独设置燃烧室，结构紧凑，热利用效率高，余热可回收，可解决生物质活性炭生产过程中炭化工艺能源消耗大、生产效率低等问题。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明的多腔串联自热式外加热转炉生物质炭化-活化装置，包括多腔反应炉体、支撑传动组件、微负压气路流通系统；

所述的多腔反应炉体包括：依次连接的进料口、筒体、炉尾、出料口；其中，筒体中包括同心同轴的炭化-活化腔、内串联燃烧供热腔，内部的炭化-活化腔为单腔结构，外部的内串联燃烧供热腔为串联多腔结构，由若干个燃烧供热腔沿周向分散布置组成，每个燃烧供热腔通过垂直切面上的呈射线状的析出通道一一对应连通炭化-活化腔；炭化-活化腔前端与进料口相连，后端与出料口相连，在进料口、出料口处开设有空气孔，用于漏进空气；

所述的支撑传动组件包括炉体外壁上的齿圈与若干滚圈，所述齿圈固定于筒体前端外壁上，与其相连接的减速机与电机供能使其带动筒体转动；所述筒体外壁上间隔设置若干滚圈，滚圈底部配有用于支撑的托轮；滚圈与筒体外壁中间有垫板，存在一定的间隙，随筒体一起转动；

进一步的，所述的微负压气路流通系统包括尾气回收输送管道与引风机；其中，炉尾(11)上的尾气出口与内串联燃烧供热腔相连，尾气回收输送管道前端接入炉尾上的尾气出口，后端与引风机相连。

进一步的，进出料口上端各开设5至10个空气孔，孔直径为40毫米，空气孔处由炉体内外压差自然漏进空气，漏进空气量由微负压气路流通系统中的引风机调节。