[发明专利]一种生物质碳基脱汞吸附剂制备装置及方法

权利要求书

1.一种生物质碳基脱汞吸附剂制备装置，其特征在于，包括固定床系统、改性剂溶液供应系统、水蒸气与氮气供应系统、加料系统、排液系统、尾气净化系统以及相应的连接管路；

所述固定床系统用于进行生物质的热解、改性剂溶液浸渍和水蒸气活化，包括高温电加热炉、固定床本体、智能温控仪以及热电偶，固定床本体设置在高温电加热炉内；

所述改性剂溶液供应系统包括改性剂溶液槽、恒流泵、阀门和雾化喷枪，改性剂溶液槽、恒流泵和雾化喷枪依次连接，雾化喷枪插入固定床本体内；

所述水蒸气与氮气供应系统包括依次连接的氮气瓶、减压阀、质量流量计、三通阀、电加热器、背压阀、恒流泵和水槽，所述三通阀还连接到固定床本体；

所述生物质加料系统包括加料仓和给料阀，加料仓通过给料阀连接到固定床本体的上部；

所述排液系统包括过滤装置和净化液槽，过滤装置设置在固定床本体的底部，与净化液槽连接；

所述尾气净化系统包括尾气净化装置，尾气净化装置连接到固定床本体的上部。

2.根据权利要求1所述的一种生物质碳基脱汞吸附剂制备装置，其特征在于，所述固定床本体包括固定床筒体、上法兰盖、下法兰盖、多孔圆盘、丝网和升降螺杆，其中，多孔圆盘水平放置在固定床筒体内部，多孔圆盘的上面铺设多层丝网，多孔圆盘的底面与升降螺杆相连，用以调整多孔圆盘在固定床内的位置；固定床筒体的上、下两端分别与上法兰盖和下法兰盖相连；升降螺杆穿过下法兰盖。

3.根据权利要求2所述的一种生物质碳基脱汞吸附剂制备装置，其特征在于，所述上法兰盖上开设有1个加料孔、2个喷枪孔、1个伸缩耙孔及1个尾气排出孔。

4.根据权利要求2或3所述的一种生物质碳基脱汞吸附剂制备装置，其特征在于，所述下法兰盖上开设有1个升降螺杆孔、1个排液孔及1个水蒸气与氮气添加孔。

5.根据权利要求2所述的一种生物质碳基脱汞吸附剂制备装置，其特征在于，所述固定床筒体由不锈钢管或石英玻璃管制成，多孔圆盘上开设若干直径为Φ2~4 mm的小孔，丝网采用80~250目的不锈钢丝网。

6.一种生物质碳基脱汞吸附剂制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1) 生物质原料经风干、破碎和筛分等预处理制成粒径小于1 mm的生物质颗粒原料，将颗粒原料加入加料仓；关闭恒流泵和电加热器，仅供应氮气，在N₂气氛下，将固定床本体升温至300℃~900℃，然后打开给料阀，将生物质颗粒原料迅速加入固定床内，热解10~30 min；

(2)热解结束后，关闭智能温控仪，持续通入N₂，并使用伸缩耙松动生物质热解焦，使生物质热解焦冷却至100℃以下；若取出破碎至0.5mm以下，即制得所需的生物质热解焦；

(3) 冷却完成后，关闭N₂，将改性剂溶液经恒流泵输送至雾化喷枪，在必要时可添加少量压缩氮气，以强化雾化效果；在1h内间断雾化喷淋到生物质热解焦表面，同时使用伸缩耙松动生物质热解焦，使得固定床内的生物质焦得到均匀浸渍；所述的改性剂为KCl、KBr或KI，改性剂的质量浓度为0.5%~5%，每100g生物质热解焦喷淋的改性剂量为50~100 ml；喷淋结束后，静置4~12 h；若取出烘干(90℃)、破碎至0.5 mm以下，即制得所需的生物质浸渍焦；

(4) 将固定床本体升温至700℃~900℃，开启恒流泵和电加热器，并调节氮气流量，控制H₂O(g):N₂摩尔比为0.5~1.5，对样品进行水蒸气活化；水蒸气活化结束后，关闭水蒸气供应系统，持续通入N₂，将样品冷却至室温后，取出破碎至0.5mm以下，即制得所需的生物质蒸气活化焦；

(5) 过量的喷淋改性剂经生物质焦渗滤后收集于固定床本体的底部，定期经过滤装置净化处理并存入净化液槽内，计量后可返回改性剂溶液槽继续使用。

7.根据权利要求6所述的一种生物质碳基脱汞吸附剂制备方法，其特征在于，所述步骤(3)和步骤(4)的实施顺序互换。