[发明专利]一种生物质的自热式连续炭化活化加工方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及生物质资源利用技术领域，特别是木质纤维素生物质废弃物的综合利用和清洁转化的加工方法，具体说是一种集成粉末状生物质原料干燥、炭化、活化生产活性炭、热解气燃烧加热活化炉后制蒸汽并用于发电的生物质的自热式连续化炭化活化加工方法及其装置。

背景技术

活性炭由于具有优异的吸附特性而广泛应用于各行各业中，例如医药、食品、日常生活、环境保护、能源、化工、材料、冶金等，已成为生产生活中必备的、重要的工业产品。

以生产活性炭的原料来划分，大体分为煤质活性炭和木质活性炭两类。从生产活性炭的工艺方法来划分，可分为物理法和化学法两大类。而木质物理法活性炭由于原料和活化剂（水蒸汽和二氧化碳）清洁、产品无污染而备受欢迎。木质活性炭的原料也可分为两大类：一类是以椰壳、橡胶壳、杏壳、核桃壳等果壳为代表的颗粒状原料，另一类是以木屑、竹屑、稻壳、糠醛渣等为代表的粉末状原料。颗粒状木质原料的炭化活化可通过土窑炉、耙式炉、转炉等设备实现。但针对木屑、竹屑、稻壳、糠醛渣等粉末状高含水物料，目前几乎没有集原料干燥、炭化、活化、余热利用于一体的连续化生产物理法木质粉末活性炭的工艺及其设备。中国专利ZL200820102532.6公开了一种可连续炭化、活化生产物理炭的转炉，包括呈倾斜状放置的炭化段转炉和倾斜位于下侧并与炭化段转炉相串接的活化段转炉，其炭化段转炉与活化段转炉对接处之间分别设有用以防止炉内物料外泄且可相对转动的密封连接件。但未说明干燥、炭化、活化的供热是通过什么方式实现的，也未指出从炉子出来的余热是否利用。中国专利201110237368.6公开了一种纤维素工业生物质废弃物的加工方法及其工艺装置，将纤维素工业生物质原料供入干燥系统，由来自炭化过程中挥发份燃烧产生的高温烟气提供热量，使原料得以干燥；干燥原料经气固分离器分离后，进入炭化反应器部分热解炭化，依靠燃烧挥发分维持反应器内的温度和炭化所需要的热量，所得到的炭化反应中间产物在进入提升管活化炉，在氧化性介质和活化剂的作用下制得活性炭，活化炉内的温度是通过燃烧部分炭化料提供的热量来维持的，活化的高温气固产物通过换热制备系统需要的蒸汽。这个工艺过程采用完全自热的连续运行方式，但是原料的干燥与炭化过程是分别在滚筒干燥器和（旋风）炭化炉两个反应器中进行的，而且在提升管反应器内的活化温度是通过燃烧部分炭化料提供的热量来维持的，从而降低了活性炭的产率。中国专利ZL200720116294.X公开了一种自热炭化活化一体回转炉，由进料口、废热锅炉、第一托轮、第一托圈、传动齿圈、回转炉体、第二托轮、第二托圈、保温层、抄料板、回转炉炉头、炉内胆、炉内拱、煤气燃烧孔、蒸汽加入管、进风孔、炉内墙、出料口、蒸汽管支架、炉内胆支臂、电机、减速机构成。但设备本身未能实现自热平衡，需要单设锅炉自供蒸汽。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种一种生物质的自热式连续炭化活化加工方法及其装置，解决现有工艺方法及设备存在的问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：

一种生物质的自热式连续炭化活化加工方法，包含如下步骤：将含水量为质量百分含量小于等于40%的生物质物料送入干燥/炭化一体炉；向干燥/炭化一体炉中通入热风，干燥及炭化初始生物质物料，关闭热风；采用引风机向干燥/炭化一体炉中抽入定量空气，所述空气与初始生物质物料炭化过程中释放出的可燃挥发分接触燃烧，产生热量及热烟气；在所述引风机的作用下，携带有热量的热烟气与未燃烧挥发分的混合气从干燥/炭化一体炉的出料端流向进料端的出风口，并与后续送入的生物质物料接触，使生物质物料预热、干燥及炭化，形成炭化料；将炭化料密闭送入外热式活化炉并通入水蒸汽，进行炭化料活化，形成活化料及活化气体；所述活化气体和混合气共同密闭送入外热式活化炉的燃烧室，进行燃烧，维持活化炉温度；燃烧室产生的余热通入余热锅炉换热，加热余热锅炉，产生水蒸汽；所述水蒸汽一部分通入外热式活化炉，剩余进入蒸汽发电机组进行发电。

进一步的，所述生物质物料为颗粒状，粒径尺寸小于等于10毫米。

进一步的，所述生物质物料为片状，厚度小于等于10毫米、长和宽均小于等于50毫米。

进一步的，所述炭化的温度为400至800摄氏度。

进一步的，所述活化的温度为800至1000摄氏度。

进一步的，所述生物质物料包括木屑、竹屑、稻壳、糠醛渣、白酒糟、醋糟、甘蔗渣或茶渣。