[实用新型]一种三床耦合联用制备活性炭的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种三床耦合联用制备活性炭的系统，特别涉及一种固-固和气-固混合均匀、活性炭品质好、产品质量稳定、系统效率高的活性炭制备系统与装置。

背景技术

活性炭因其具有发达的孔隙结构、高比表面积、高表面活性和多样的表面化学性质而成为广泛使用的高效吸附剂。活性炭是一种主要以煤、重质石油等为原料，经一系列物理化学过程加工制得的具有高比表面积、吸附性强的含碳材料。活性炭产品种类很多，根据不同的原料可以分为：煤基活性炭、木质活性炭、果壳活性炭和合成活性炭等。随着人们对能源的需求的不断加大，煤炭、石油等传统化石能源的短缺问题日益严重，并且，国内外活性炭的需求量越来越大。因此，利用固体废弃物(如废弃轮胎和农林废弃物等)生产活性炭是缓解这种矛盾的有效方法。

活性炭的活化方法主要有物理活化法、化学活化法和物理化学法等，此外，国内外学者对模板合成法的研究也在不断深入。物理活化法使用水蒸汽、CO₂、空气或它们的混合气等作为活化剂，在750～1100℃的温度下反应一段时间，制得活性炭；化学活化法一般采用强酸、强碱及盐类等作为活化剂进行活化，常用的活化剂有H₃PO₄、KOH、ZnCl₂、K₂CO₃等。

常用的炭化炉是固定床炭化炉、移动床炭化炉(如回转窑炭化炉、螺杆炭化炉等)；活化炉是生产活性炭的核心设备，目前国内生产活性炭的炉型有焖烧炉、管式炉、机械耙动式活化炉、回转炉、沸腾炉、平板炉、斯列普炉等炉型。国外活性炭制造工厂采用的炉型主要有竖炉、回转炉和流化床炉等。考虑到传统的活化炉消耗资源多、生产过程污染重、活性炭产率低、活性炭品质较低且质量不均匀等，急需开发一套机械化程度高、操作便利、热量综合利用且热效率高、活性炭品质高、产品质量均匀的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有活性炭生产工艺和装置中存在的活性炭产率低、活性炭品质较低且质量不均匀、系统效率低等问题，开发固-固和气-固混合均匀、活性炭品质好且产率高、产品质量稳定、系统效率高的烘焙、炭化和活化一体化系统与装置。

实现本实用新型目的技术方案是：使用烘焙反应器、炭化炉和活化炉依次分段进行慢速热解和活化，烘焙反应器的固体产物是炭化炉的进料，在烘焙反应器或/和炭化炉之后加入化学活化剂，利用烘焙反应器和螺杆进料器的螺杆系统特性、炭化炉喷动床、活化炉流化与内循环床气-固和固-固混合好的特点实现烘焙、炭化和活化一体化，烘焙器挥发分和炭化气燃烧产生的热烟气为烘焙反应器、炭化炉和活化炉直接或间接提供热量，也可以加热活化剂，通过对反应器结构的改进、工艺路线与操作参数的优化以及炭化气和烘焙器挥发分热能的综合利用，实现物理活化和化学活化的有机结合，改善活化效果、提高活性炭产率和系统效率。