[实用新型]制备磁性生物炭复合材料的系统

说明书

本实用新型公开了制备磁性生物炭复合材料的系统，包括：热解活化装置、破碎装置、负载装置和后处理单元。其中，热解活化装置内具有辐射管，热解活化装置具有生物质原料入口、水蒸气入口、高温油气出口和活性生物炭出口；破碎装置具有活性生物炭入口和活性生物炭粉末出口，活性生物炭入口与活性生物炭出口相连；负载装置具有活性生物炭粉末入口、混合铁盐溶液入口，碱液入口和产物出口，活性生物炭粉末入口与活性生物炭粉末出口相连；后处理单元包括相连的过滤装置、清洗装置和烘干装置，过滤装置与负载装置的产物出口相连，烘干装置具有磁性生物炭复合材料出口。采用该系统制备的磁性生物炭复合材料具有较好的稳定性、磁性和较强的吸附能力。

技术领域

本实用新型属于化工领域，具体而言，本实用新型涉及制备磁性生物炭复合材料的系统。

背景技术

生物炭是生物质在缺氧或绝氧环境中，经高温热裂解后生成的固态产物，因具有多孔结构、比表面积高、孔容大、耐酸碱腐蚀、官能团丰富等固有特性，被广泛应用于固碳减排、水源净化、重金属吸附和土壤改良等领域。然而，由于生物炭颗粒直径小，处理污水后难以回收，生物炭处理污水主要依靠自身的吸附性能，若使用后的生物炭不能被及时取出，吸附在生物炭微孔内部的污染物有可能会解析出来重新进入水体造成二次污染，因此限制了生物炭在废水处理中的实际应用。目前主要依靠过滤的手段分离水体中的生物炭，但此法容易引起滤网的堵塞或生物炭的流失。因此，用于污水处理的生物炭有待进一步研究。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出制备磁性生物炭复合材料的系统。本实用新型提出的制备磁性生物炭复合材料的系统不仅生产效率高且能耗低、适用于各种生物质原料，而且采用该系统制备得到的磁性生物炭复合材料具有较好的稳定性、磁性和较强的吸附能力，且易于与水体分离，在污水处理方面具有较好的应用前景。

本实用新型是基于以下问题提出的：为了解决生物炭难以从溶液中分离的问题，有在生物炭中引入磁性介质来实现固液分离的方法，然而，发明人发现，现有技术中将生物炭与磁性介质进行结合普遍存在磁性生物炭的生产效率低、生物炭与磁性介质的结合性较差、磁性介质在生物炭上的分布不均匀、生产成本较高等问题。

为此，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种制备磁性生物炭复合材料的系统，包括：

热解活化装置，所述热解活化装置内具有辐射管，所述热解活化装置具有生物质原料入口、水蒸气入口、高温油气出口和活性生物炭出口，所述热解活化装置适于先对所述生物质原料进行热解处理，再进行活化处理；

破碎装置，所述破碎装置具有活性生物炭入口和活性生物炭粉末出口，所述活性生物炭入口与所述活性生物炭出口相连，所述破碎装置适于对活性生物炭进行破碎处理，以便得到活性生物炭粉末；

负载装置，所述负载装置具有活性生物炭粉末入口、混合铁盐溶液入口，碱液入口和产物出口，所述活性生物炭粉末入口与所述活性生物炭粉末出口相连，所述负载装置适于利用含有三价铁盐和二价铁盐的混合溶液对所述活性生物炭粉末进行浸渍，并在加入碱液后发生沉淀反应生成四氧化三铁并负载在所述活性生物炭粉末中；

后处理单元，所述后处理单元包括相连的过滤装置、清洗装置和烘干装置，所述过滤装置与所述负载装置的产物出口相连，所述烘干装置具有磁性生物炭复合材料出口。