[发明专利]粉状木质原料一步物理法制活性炭的方法及炭活化炉

说明书

一、技术领域

本发明涉及竹木材加工剩余物的加工利用技术，具体涉及利用竹木屑等粉状木质原料一步物理活化法制活性炭的方法及炭活化设备。

二、技术背景

木质原料生产活性炭的方法主要有两种：一种是利用竹、木屑等粉状木质原料，用氯化锌或磷酸为活剂的化学活化法；另一种为以木(竹)炭、果壳炭、木(竹)屑炭等为原料，用水蒸汽或烟道气为活化剂的物理活化法。由于我国对森林资源保护力度日益加强，木炭资源日益减少，另外，随着活性炭生产对果壳原料需求量的增大，用水蒸汽物理法生产活性炭的木炭、果壳炭原料出现供不应求的局面。活性炭是一种高能耗的产品，无论是物理法还是化学法生产活性炭，均需要消耗煤或柴等燃料，单独物理法或化学法生产活性炭的生产工艺，将高温的活化尾气通过烟囱直接排向空中，存在着热能浪费的情况，燃料成本较高。如将物理法与化学法生产活性炭的工艺进行有机结合，利用物理法的高温活化尾气加热化学法的活化料，将大大节约生产活性炭的燃料消耗，降低活性炭的生产成本。化学法生产活性炭的原料为竹、木屑等粉状木质原料，目前，以竹、木屑等粉状木质原料物理法生产活性炭必须先经炭化后再经焖烧炉活化制得活性炭产品，这种方法的生产工艺落后，燃料消耗大，能源浪费严重，而且产品质量不稳定，至今还没有用竹、木屑等粉状木质原料一步物理活化法生产活性炭的工艺。用竹、木屑等粉状木质原料一步物理活化法生产活性炭，既可以将木质原料炭化过程中产生的可燃气体在活化段的燃烧室中燃烧补充活化过程所需要的热能，减少活化炉的燃料消耗，同时，又可利用物理法的活化高温活化尾气来加热化学法活化炉的待活化料，实现降低燃料成本和节能减排的双赢效果。本发明就是基于这一背景下研究开发的一种粉状木质原料一步物理活化法制活性炭的方法及炭活化设备。

目前，利用木屑制备炭材料的有：申请号为200310106908.2的专利公开了一种利用稻壳或木屑制造木炭的方法，其特征是将被加工物质挤压或模压成型，然后将成型品在炭化炉中逐步升温炭化；申请号为200810015746.4的专利公开了利用木屑制清洁环保的机制木炭生产工艺；申请号为200310120841.8的专利公开了以稻壳、秸秆、木屑等农林副产物为原料，经炭化、粉碎、裂解、粉碎成粗粉的工艺步骤制成炭黑粗粉；申请号为200410060856.4的专利公开了将原材料如木屑和稻秆等农作物秸秆先进行炭化，然后经粉碎并添加粘合剂制成火锅烧烤专用炭的制备方法；专利ZL94101744.3公开了木屑用氯化锌活化法制活性炭的工艺；专利ZL88102426公开了木屑磷酸法制活性炭的工艺。未见以竹、木屑等粉状木质原料采取一步物理活化法制活性炭的方法及炭活化设备的报导。

三、发明内容

本发明的内容就是以竹、木屑等粉状木质原料采用一步物理活化法制活性炭的方法与工艺，同时开发一种机械化连续出料的炭活化设备。目的在于用化学法生产活性炭的竹、木屑等粉状木质原料，采用一步物理法生产活性炭产品，并将木质原料热解炭化产生的可燃气体引入炭活化炉活化段的燃烧室中燃烧以补充活化反应所需的热能；活化反应所用的水蒸汽从干燥炭化区通入炭活化炉中，使水蒸汽得到预热升温后再通到活化料中与炭进行活化反应，以提高活化效果。

本发明的内容是这样实现的：将竹、木屑等粉状木质原料烘干，并用木屑成型制粒机将粉状木质原料制成直径6～10mm，长10～20mm的柱状颗粒，然后将颗粒物用提升机提到立式炭活化炉的炉顶，加到炭活化炉的料仓(9)中。木质颗粒物自上而下在炭活化管(10)中经过炭化和活化后的活化料经出料管(3)冷却并通过由减速电机驱动的出料转耙(2)进行连续出料。木质颗粒物在炭化区热解炭化产生的可燃气体从中心排气管(11)分别通到活化炉中下部的燃烧室(5)、(14)、(16)中，并通过空气入口(4)、(15)、(20)分别向各燃烧室通入适量的空气，使可燃气体燃烧以补充加热活化管，有利于节约燃料。活化所需要的水蒸汽从活化炉的上部通入活化管的蒸汽通道，以便在炭化区得到预热升温后再通入活化区的炭中，有利于提高水蒸汽与炭的活化反应效果。活化炉产生的高温活化尾气(烟道气)从烟道气出口(12)经烟道通到化学法制活性炭的活化炉中加热活化料。

四、附图说明