[发明专利]一种节能型清洁制备高比表面积活性炭装置及方法

说明书

本发明属于能源利用与环保材料制造技术领域，提供了一种节能型清洁制备高比表面积活性炭装置及方法，该装置包括料仓、双封闭进料器、炭化区、浸泡区及活化区，料仓内原料经双封闭进料器送入热解活化装置内部，原料下落过程中先发生干燥和热解反应，产生热解气、焦油及半焦，焦油于装置内多次重整后完全裂解成小分子热解气后收集；热解固体产物半焦送入浸泡区，并将半焦完全浸泡于熔融盐体系内，浸泡好的半焦送入活化区，将活化气与熔融盐相结合作为活化剂对半焦进行活化，不断丰富半焦微孔和中孔结构，最终生成高比表面积活性炭，并由固体产物段排出后收集。

技术领域

本发明属于能源利用与环保材料制造技术领域，具体涉及一种节能型清洁制备高比表面积活性炭装置及方法。

背景技术

有机物种类繁多，产量巨大。热解被认为是有机物资源化处理的有效方法之一。通过热解有机物可以得到可燃气、焦油、半焦等产物。可燃气体、焦油含有较高的热值，焦炭经活化后可形成活性炭。活性炭是一种具有巨大的比表面积和发达的孔隙的炭质材料，具备优良的吸附能力，因其在吸附过程中具备有化学稳定性高、吸附能力强、可再生等特点被广泛应用于液相和气相物质的吸附、分离、提纯以及能源的存储等领域。

目前国内活性炭制备存在的主要问题可归纳为以下几个方面：

(一)原料先炭化，炭化后的物料经冷却、除灰等工序再次升温活化，存在着大量的能量浪费，且由原料到成品经历时间过长；

(二)原料热解过程中产生的焦油往往裹挟在可燃气中，成为管道阻塞、设备腐蚀等问题的根源；

(三)传统的化学活化法/物理化学活化法均包含一个浸渍处理工艺，即在活化工艺之前先将原料浸泡在活化剂溶液一段时间，然后再进行烘干处理。这一步骤不仅造成了电能的消耗，同时影响活化剂传质效果，造成活化剂消耗过多，生产成本高，制备时间长等难题。

发明内容

本发明为克服现有生产工艺的不足，本发明提供一种节能型清洁制备高比表面积活性炭装置及方法，调整反应装置的整体结构，将焦油于反应器内重整裂解为小分子可燃气，不仅解决焦油带来的一系列难题，并将活化气与熔融盐相结合作为活化剂，炭化活化一体化的同时实现高比表面积活性炭的低消耗连续制备，缩短总反应时间，方便其在工业上应用。

本发明的技术方案：

一种节能型清洁制备高比表面积活性炭装置，所述的节能型清洁制备高比表面积活性炭装置包括料仓1、双封闭进料器2、炭化区3、浸泡区4和活化区5；料仓1出口与双封闭进料器2入口相连，双封闭进料器2出口与炭化区3入口相连，浸泡区4布置于炭化区3与活化区5之间；

所述的炭化区3内设有承重落料隔断A6及承重落料隔断B7，将承重落料隔断将炭化区3由上到下依次分为冷凝吸附段8、干燥段9及热解段10；冷凝吸附段8设有气体出口C19；

所述的浸泡区4设有螺旋传动装置20、半隔断22、补盐口23及熔融盐体系24，螺旋传动装置20的相邻螺旋片之间设有浸泡分离一体化装置21，浸泡分离一体化装置21设有多个小孔，一方面可将来自热解段10的炭化料全部浸泡于熔融盐体系24内，另一方面利用熔融盐良好的流动性，可将炭化料与剩余熔融盐进行分离，浸泡好的炭化料由螺旋传动装置20送入活化区5，通过设置半隔断22防止熔融盐体系24内的熔融盐不受控的落入活化区5；

所述的活化区5内设有承重落料隔断C11及承重落料隔断D12，将承重落料隔断将活化区5由上到下依次分为一级活化段13、二级活化段14及固体产物段15；固体产物段15设有活化气进口16，二级活化段14设有气体出口A17，一级活化段13设有气体出口B18。

一种节能型清洁制备高比表面积活性炭方法，步骤如下：