[发明专利]一种物理化学耦合活化制备生物质活性炭联产生物质合成气的工艺及装置

权利要求书

1.一种物理化学耦合活化制备生物质活性炭联产合成气的工艺，其特征在于包括以下步骤：

1)生物质原料经粉碎、水洗除杂和烘干处理，将处理后的生物质原料与活化剂均匀混合并放入炭化活化一体反应器内，在向反应器内通入氮气的条件下对炭化活化一体反应器加热升温至炭化温度，进行炭化处理；

2)步骤1)炭化处理结束后，将炭化活化一体反应器内温度保持在活化温度，然后将通入反应器的气体切换为活化气体，进行物理化学耦合活化处理；

3)步骤2)活化处理结束后冷却至室温，将产物从活化剂中取出，依次用去离子水和0.5~1.5 mol/L的盐酸溶液洗涤，再用去离子水洗涤至中性，干燥后得到活性炭成品，制炭过程中产生的合成气经过冷凝、水洗后收集至集气槽；

其中步骤1)中使用的化学活化剂为添加了催化剂的碱金属盐。

2.如权利要求1所述的一种物理化学耦合活化制备生物质活性炭联产合成气的工艺，其特征在于生物质原料为农业废弃物、林业废弃物中任意一种或者两种的组合；所述农业废弃物为农作物秸秆、甘蔗渣、稻壳中的至少一种，所述林业废弃物为木屑、竹子、核桃壳、椰壳中的至少一种，所述活化气体为水蒸气、二氧化碳的一种或两种混合气体。

3.如权利要求1所述的一种物理化学耦合活化制备生物质活性炭联产合成气的工艺，其特征在于所述碱金属盐为由碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾组成的三元混合盐，质量比为28~35: 28~35 : 30~38，在步骤1）炭化温度及步骤2）活化温度下均处于熔融状态；催化剂为Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeCl₃、TiO₂、Co₂O₃、CoCl₂、Cr₂O₃、MgO、ZnCl₂中的一种或两种以上催化剂，催化剂与碱金属盐的质量比为0.02~0.1 : 1，优选0.02~0.06 : 1。

4.如权利要求1所述的一种物理化学耦合活化制备生物质活性炭联产合成气的工艺，其特征在于步骤1)中，所述生物质原料与化学活化剂的质量比为0.5~2:20，优选1:20。

5.如权利要求1所述的一种物理化学耦合活化制备生物质活性炭联产合成气的工艺，其特征在于步骤1)中，炭化处理的过程为：以10~20℃/min的升温速率将炭化活化一体反应器温度从室温升温至炭化温度500~600℃后，再恒温保持1~2h。

6.如权利要求1所述的一种物理化学耦合活化制备生物质活性炭联产合成气的工艺，其特征在于步骤2)中，活化反应温度为500~900℃，优选650~850℃；通入的活化气体与生物质原料质量比为0.5~2:1，优选0.8~1.2:1；所述物理化学耦合活化时间为0.5~5 h，优选1~1.5 h。