[发明专利]一种一步快速炭化活化制取生物质活性炭的制炭系统和方法

权利要求书

1.一种一步快速炭化活化制取粉末状生物质活性炭的制炭系统，其特征在于：包括沉降炉、给料装置、蒸汽发生器、供水装置、二次风供气装置，给料装置与沉降炉的进料口连接，给料装置向沉降炉内送入生物质原料，蒸汽发生器的出气口与沉降炉连接，供水装置、二次风供气装置分别与蒸汽发生器的进料口连接，所述二次风供气装置包括混合器、氧气供气装置，氧气供气装置与混合器连接，混合气与蒸汽发生器连接。

2.根据权利要求1所述的一步快速炭化活化制取粉末状生物质活性炭的制炭系统，其特征在于：所述二次风供气装置包括氮气供气装置，氮气供气装置包括第一氮气储罐、第一进气阀、第一氮气质量流量计，第一氮气储罐的出气口通过氮气供气管道依次与第一进气阀、第一氮气质量流量计、混合器连接。

3.根据权利要求1所述的一步快速炭化活化制取粉末状生物质活性炭的制炭系统，其特征在于：所述二次风供气装置包括二氧化碳供气装置，二氧化碳供气装置包括二氧化碳储罐、第二进气阀、二氧化碳质量流量计，二氧化碳储罐的出气口通过二氧化碳供气管道依次与第二进气阀、二氧化碳质量流量计、混合器连接。

4.根据权利要求1所述的一步快速炭化活化制取粉末状生物质活性炭的制炭系统，其特征在于：所述制炭系统包括一次风供气装置，一次风供气装置第二氮气储罐、第三进气阀、第二氮气质量流量计，第二氮气储罐的出气口通过一次风供气管道依次与第三进气阀、第二氮气质量流量计、给料装置的给料端连接；

或，氧气供气装置包括氧气储罐、第四进气阀、氧气质量流量计，氧气储罐的出气口通过氧气供气管道依次与第四进气阀、氧气质量流量计、混合器连接；

或，供水装置包括水箱和蠕动泵，水箱与蠕动泵连接，蠕动泵与蒸汽发生器连接。

5.根据权利要求1所述的一步快速炭化活化制取粉末状生物质活性炭的制炭系统，其特征在于：沉降炉竖直设置，沉降炉的顶部分别与蒸汽发生器、供料装置连接；

或，沉降炉为管式沉降炉，沉降炉的内部设置加热装置，沉降炉的底部连接收集器，收集器依次与过滤器、真空泵连接；

优选的，沉降炉的反应管直径为60-150mm，沉降炉的高度为1.5-5.0m，沉降炉与炉温控制装置连接。

6.利用权利要求1-5任一所述的一步快速炭化活化制取粉末状生物质活性炭的制炭系统的制炭方法，其特征在于：体步骤为：

生物质经过研磨、干燥得到生物质原料；

沉降炉升温，同时向供料装置的给料端内通入一次风，供料装置送入生物质原料，一次风带动生物质原料进入沉降炉；

在通入一次风的同时向沉降炉内通入二次风，二次风为氮气和活化气体，氮气将活化气体带入沉降炉；

在沉降炉内完成炭化和活化的过程后，在沉降炉底部得到活性炭；

优选的，生物质原料在沉降炉内停留3-10s。

7.根据权利要求6所述的一步快速炭化活化制取粉末状生物质活性炭的制炭系统的制炭方法，其特征在于：活化气体为氧气、水蒸气、二氧化碳气体中的两种，优选的，活化气体为氧气和水蒸气的混合气；进一步优选的，氧气占二次风的体积分数为2％-10％，水蒸气占二次风的体积分数为10％-40％。

8.根据权利要求6所述的一步快速炭化活化制取粉末状生物质活性炭的制炭系统的制炭方法，其特征在于：一次风为氮气，氮气的流速为3-5L/min，二次风的流速为8-10L/min；

或，生物质为松木、椰壳、竹子、秸秆、稻草中的一种或多种，生物质原料的粒径为60μm-300μm。

9.根据权利要求6所述的一步快速炭化活化制取粉末状生物质活性炭的制炭系统的制炭方法，其特征在于：沉降炉内部的温度为750-950℃，沉降炉的升温速率为10³-10⁴K/s；

或，生物质原料的进料速度为3-8g/min。生物质原料通过一次风吹入沉降炉内；

或，生物质干燥的条件为：温度90-120℃，时间为0.5-1.5h。

10.权利要求6-9任一所述的一步快速炭化活化制取粉末状生物质活性炭的制炭系统的制炭方法制备得到的活性炭。