專利名稱：自熱式連續(xù)制備生物質(zhì)粉狀活性炭的旋風(fēng)爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物質(zhì)粉狀活性炭的設(shè)備，尤其涉及一種使用自熱式旋風(fēng)爐制備生物 質(zhì)物理法粉狀活性炭的工藝設(shè)備。
背景技術(shù)：
活性炭是一種具有發(fā)達(dá)孔隙和比表面積的優(yōu)良吸附劑，廣泛應(yīng)用于食品、化工、輕 工、制藥、軍工、電子、環(huán)保等行業(yè)的凈化、精制。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和人民生活水平 的提高，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，在工業(yè)生產(chǎn)和人民生活中起到了十分重要的作用?；钚蕴堪粗苽浞椒ǚ挚梢苑譃槲锢矸ɑ钚蕴亢突瘜W(xué)法活性炭兩種?；罨^程中不 使用化學(xué)試劑的稱物理法活性炭，反之為化學(xué)法活性炭。按活性炭形狀分，可以分為粉狀活 性炭和顆?；钚蕴績煞N。粉狀活性炭的顆粒粒度一般小于80目。常規(guī)的物理法粉狀活性炭是通過將物理法顆?；钚蕴磕シ鄱频茫罨^程需要 外加熱源，由于制備過程相對復(fù)雜，因而整個系統(tǒng)所占用的空間也會比較大。常規(guī)的物理法 粉狀活性炭0. 15%亞甲基藍(lán)吸附值在10 14毫升，基本上不具有A法焦糖脫色力。
實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的物理法粉狀活性炭制備需要外加能源、磨粉等復(fù)雜工 藝，產(chǎn)品性能不高等缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種自熱式連續(xù)制備生物質(zhì)粉狀活性炭的旋風(fēng)爐，制 備的活性炭吸附性能高，不用外加能源等優(yōu)點(diǎn)?！N自熱式連續(xù)制備生物質(zhì)粉狀活性炭的旋風(fēng)爐，為臥式圓筒型，在旋風(fēng)爐爐頭 部設(shè)有進(jìn)料口，在旋風(fēng)爐的爐壁上設(shè)有一排進(jìn)氣管，進(jìn)氣管與水平面的夾角a為30 80°， 相鄰兩個進(jìn)氣管之間的距離L為10 40cm，在旋風(fēng)爐爐尾部設(shè)有出料口。旋風(fēng)爐的進(jìn)料口 與螺旋進(jìn)料器連接，旋風(fēng)爐的進(jìn)氣管與混合器連接，旋風(fēng)爐的出料口與余熱鍋爐的進(jìn)料口 連接，余熱鍋爐的出料口和旋風(fēng)分離器連接，旋風(fēng)分離器的出料口與引風(fēng)機(jī)連接。余熱鍋 爐的水蒸氣出口與混合器的水蒸氣進(jìn)口連接。本發(fā)明中旋風(fēng)爐爐體本身并不旋轉(zhuǎn)，主要是 依靠按一定角度設(shè)置在爐壁上的一排進(jìn)氣管進(jìn)入的活化混合氣體，配合引風(fēng)機(jī)的抽力，使 爐內(nèi)生物質(zhì)粉狀炭化料做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，形成旋風(fēng)狀態(tài)，呈旋轉(zhuǎn)流態(tài)化自爐頭向爐尾運(yùn)動。工作時，生物質(zhì)粉狀炭化料由螺旋進(jìn)料器通過旋風(fēng)爐爐頭部的進(jìn)料口送入溫度 在900 1300°C的旋風(fēng)爐內(nèi)，在引風(fēng)機(jī)從爐頭部到爐尾部沿軸向的抽力和由旋風(fēng)爐爐壁 上一排進(jìn)氣管斜向進(jìn)入的活化混合氣體的共同作用下，生物質(zhì)粉狀炭化料在爐內(nèi)形成旋風(fēng) 狀態(tài)，呈旋轉(zhuǎn)流態(tài)化自爐頭向爐尾運(yùn)動，邊運(yùn)動邊和進(jìn)入的活化混合氣體進(jìn)行活化反應(yīng)生 成主要由一氧化碳組成的瓦斯氣體和粉狀活性炭產(chǎn)品，活化反應(yīng)可以形成活性炭所需要的 孔隙結(jié)構(gòu)，生成的瓦斯氣體再繼續(xù)在旋風(fēng)爐內(nèi)與進(jìn)入的活化混合氣體中的氧氣發(fā)生燃燒反 應(yīng)，產(chǎn)生的熱量用于維持旋風(fēng)爐內(nèi)溫度在900 1300°C ；由旋風(fēng)爐出來的生物質(zhì)粉狀活性 炭和反應(yīng)尾氣進(jìn)入余熱鍋爐，加熱余熱鍋爐內(nèi)的水，產(chǎn)生的水蒸氣進(jìn)入混合器與空氣混合 后重新進(jìn)入旋風(fēng)爐內(nèi)參與反應(yīng)，此時經(jīng)過余熱鍋爐后的生物質(zhì)粉狀活性炭和尾氣的溫度降 至300°C以下，然后再由余熱鍋爐進(jìn)入旋風(fēng)分離器與尾氣分離得到生物質(zhì)粉狀活性炭，尾氣
3則通過煙囪排空。實質(zhì)上本發(fā)明的旋風(fēng)爐是通過三個步驟完成連續(xù)制備粉狀活性炭的過程(1)在余熱鍋爐內(nèi)，活化反應(yīng)后的900 1300°C的粉狀活性炭和尾氣加熱余熱鍋 爐，使之產(chǎn)生水蒸氣，供旋風(fēng)爐活化反應(yīng)用，同時粉狀活性炭被冷卻到300°C以下。(2)進(jìn)入旋風(fēng)爐的活化混合氣體中的空氣與活化反應(yīng)形成的瓦斯氣體發(fā)生燃燒反 應(yīng)，產(chǎn)生的熱能用于維持活化反應(yīng)所需的溫度。(3)利用過程(2)所提供的熱能，旋風(fēng)爐內(nèi)新進(jìn)入的生物質(zhì)粉狀炭化料與進(jìn)入旋 風(fēng)爐的混合氣體中的水蒸汽進(jìn)行活化反應(yīng)，又可以產(chǎn)生大量的可燃的瓦斯氣體，同時形成 高吸附性能的粉狀活性炭。所以整個過程中，除了最初啟動時需要外來熱源加熱最初的生物質(zhì)粉狀炭化料， 等整個循環(huán)建立后，就不需要外來能源了，靠自身產(chǎn)生的熱量足以維持系統(tǒng)運(yùn)行。有益效果1.由于生物質(zhì)粉狀炭化料在旋風(fēng)爐內(nèi)呈旋風(fēng)狀態(tài)，跟活化反應(yīng)介質(zhì)空氣和水蒸汽 接觸充分，所以活化反應(yīng)效率高，活化反應(yīng)充分，容易形成活性炭產(chǎn)品所需的孔隙結(jié)構(gòu)，因 此本方法生產(chǎn)的粉狀活性炭吸附性能高，本發(fā)明制備的物理法粉狀活性炭0. 15%亞甲基藍(lán) 吸附值在18毫升以上，同時A法焦糖脫色力在70%以上。2.本發(fā)明由生物質(zhì)粉狀炭化料直接制備物理法粉狀活性炭，無須外加能源，無需 磨粉工藝，工藝過程緊湊，因而活化系統(tǒng)占地空間少。3.本發(fā)明活化反應(yīng)氣體由水蒸汽與空氣混合組成，空氣和生物質(zhì)粉狀炭化料及活 化反應(yīng)產(chǎn)生的瓦斯氣體發(fā)生燃燒反應(yīng)，產(chǎn)生的熱量維持活化反應(yīng)所需的溫度，從而實現(xiàn)整 個反應(yīng)體系的熱平衡和物料平衡，整個生產(chǎn)過程無須外加能源。4.本發(fā)明的方法操作方便，水蒸汽和原料炭粉反應(yīng)充分，反應(yīng)體系的總熱平衡和 物料平衡可精確控制，通過控制引風(fēng)機(jī)的引風(fēng)量大小可以調(diào)整物料在旋風(fēng)爐中的停留時 間，引風(fēng)量小則停留時間比較長，反應(yīng)就更充分，能連續(xù)穩(wěn)定地生產(chǎn)高吸附性能物理法粉狀 活性炭，特別適合規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。

圖1.是本發(fā)明的工藝流程示意圖。其中，1-螺旋進(jìn)料器，2-旋風(fēng)爐，3-余熱鍋爐，4-旋風(fēng)分離器，5-引風(fēng)機(jī)，6_混合
ο圖2.是本發(fā)明自熱式旋風(fēng)爐的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，21-進(jìn)料口，22-旋風(fēng)爐爐壁，23-進(jìn)氣管，L-相鄰兩進(jìn)風(fēng)管之間的距離。圖3.是本發(fā)明自熱式旋風(fēng)爐的進(jìn)氣管截面的示意圖。其中，22-旋風(fēng)爐爐壁，23-進(jìn)氣管，a-進(jìn)氣管與水平面之間的夾角。
具體實施方式
下面結(jié)合圖1、圖2、圖3，對本發(fā)明作詳細(xì)說明實施例1—種自熱式連續(xù)制備生物質(zhì)粉狀活性炭的旋風(fēng)爐2，為臥式圓筒型，在旋風(fēng)爐爐頭部設(shè)有進(jìn)料口 21，在旋風(fēng)爐的爐壁22上設(shè)有一排進(jìn)氣管23，進(jìn)氣管23與水平面的夾角a 為30 80°，相鄰兩個進(jìn)氣管23之間的距離L為10 40cm，在旋風(fēng)爐爐尾部設(shè)有出料 口。旋風(fēng)爐的進(jìn)料口與螺旋進(jìn)料器1連接，旋風(fēng)爐2的進(jìn)氣管23與混合器6連接，旋風(fēng)爐 2的出料口與余熱鍋爐3的進(jìn)料口連接，余熱鍋爐3的出料口和旋風(fēng)分離器4連接，旋風(fēng)分 離器4的出料口與引風(fēng)機(jī)5連接。余熱鍋爐3的水蒸氣出口與混合器6的水蒸氣進(jìn)口連接。 本發(fā)明中旋風(fēng)爐爐體本身并不旋轉(zhuǎn)，主要是依靠按一定角度設(shè)置在爐壁上的一排進(jìn)氣管進(jìn) 入的活化混合氣體，配合引風(fēng)機(jī)的抽力，使?fàn)t內(nèi)生物質(zhì)粉狀炭化料做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，形成旋風(fēng)狀 態(tài)，呈旋轉(zhuǎn)流態(tài)化自爐頭向爐尾運(yùn)動。工作時，生物質(zhì)粉狀炭化料由螺旋進(jìn)料器通過旋風(fēng)爐爐頭部的進(jìn)料口送入溫度 在900 1300°C的旋風(fēng)爐內(nèi)，在引風(fēng)機(jī)從爐頭部到爐尾部沿軸向的抽力和由旋風(fēng)爐爐壁 上一排進(jìn)氣管斜向進(jìn)入的活化混合氣體的共同作用下，生物質(zhì)粉狀炭化料在爐內(nèi)形成旋風(fēng) 狀態(tài)，呈旋轉(zhuǎn)流態(tài)化自爐頭向爐尾運(yùn)動，邊運(yùn)動邊和進(jìn)入的活化混合氣體進(jìn)行活化反應(yīng)生 成主要由一氧化碳組成的瓦斯氣體和粉狀活性炭產(chǎn)品，活化反應(yīng)可以形成活性炭所需要的 孔隙結(jié)構(gòu)，生成的瓦斯氣體再繼續(xù)在旋風(fēng)爐內(nèi)與進(jìn)入的活化混合氣體中的氧氣發(fā)生燃燒反 應(yīng)，產(chǎn)生的熱量用于維持旋風(fēng)爐內(nèi)溫度在900 1300°C ；由旋風(fēng)爐出來的生物質(zhì)粉狀活性 炭和反應(yīng)尾氣進(jìn)入余熱鍋爐，加熱余熱鍋爐內(nèi)的水，產(chǎn)生的水蒸氣進(jìn)入混合器與空氣混合 后重新進(jìn)入旋風(fēng)爐內(nèi)參與反應(yīng)，此時經(jīng)過余熱鍋爐后的生物質(zhì)粉狀活性炭和尾氣的溫度降 至300°C以下，然后再由余熱鍋爐進(jìn)入旋風(fēng)分離器與尾氣分離得到生物質(zhì)粉狀活性炭，尾氣 則通過煙囪排空。實質(zhì)上本發(fā)明的旋風(fēng)爐是通過三個步驟完成連續(xù)制備粉狀活性炭的過程(1)在余熱鍋爐內(nèi)，活化反應(yīng)后的900 1300°C的粉狀活性炭和尾氣加熱余熱鍋 爐，使之產(chǎn)生水蒸氣，供旋風(fēng)爐活化反應(yīng)用，同時粉狀活性炭被冷卻到300°C以下。(2)進(jìn)入旋風(fēng)爐的活化混合氣體中的空氣與活化反應(yīng)形成的瓦斯氣體發(fā)生燃燒反 應(yīng)，產(chǎn)生的熱能用于維持活化反應(yīng)所需的溫度。(3)利用過程(2)所提供的熱能，旋風(fēng)爐內(nèi)新進(jìn)入的生物質(zhì)粉狀炭化料與進(jìn)入旋 風(fēng)爐的混合氣體中的水蒸汽進(jìn)行活化反應(yīng)，又可以產(chǎn)生大量的可燃的瓦斯氣體，同時形成 高吸附性能的粉狀活性炭。所以整個過程中，除了最初啟動時需要外來熱源加熱最初的生物質(zhì)粉狀炭化料， 等整個循環(huán)建立后，就不需要外來能源了，靠自身產(chǎn)生的熱量足以維持系統(tǒng)運(yùn)行。本發(fā)明旋風(fēng)爐制得的活性炭產(chǎn)品具有氣、液相吸附效果好，微孔高度發(fā)達(dá)，同時具 有豐富的過渡孔。本發(fā)明制備的粉狀活性炭吸附能力高，0. 15%亞甲基藍(lán)吸附值在18毫升 以上，同時具有70%以上的A法焦糖脫色力生產(chǎn)裝置占地少。
權(quán)利要求一種自熱式連續(xù)制備生物質(zhì)粉狀活性炭的旋風(fēng)爐，其特征在于，所述的旋風(fēng)爐為臥式圓筒型，在旋風(fēng)爐爐頭部設(shè)有進(jìn)料口(21)，在旋風(fēng)爐的爐壁(22)上設(shè)有一排進(jìn)氣管(23)，進(jìn)氣管與水平面的夾角a為30～80°，相鄰兩個進(jìn)氣管之間的距離L為10～40cm，在旋風(fēng)爐爐尾部設(shè)有出料口。
2.如權(quán)利要求1所述的自熱式連續(xù)制備生物質(zhì)粉狀活性炭的旋風(fēng)爐，其特征在于，所 述的旋風(fēng)爐的進(jìn)料口(21)與螺旋進(jìn)料器(1)連接。
3.如權(quán)利要求1所述的自熱式連續(xù)制備生物質(zhì)粉狀活性炭的旋風(fēng)爐，其特征在于，所 述的排氣管(23)與混合器(6)連接。
4.如權(quán)利要求1所述的自熱式連續(xù)制備生物質(zhì)粉狀活性炭的旋風(fēng)爐，其特征在于，所 述的出料口與余熱鍋爐(3)連接。
專利摘要本實用新型公開一種自熱式連續(xù)制備生物質(zhì)粉狀活性炭的旋風(fēng)爐，為臥式圓筒型，在旋風(fēng)爐爐頭部設(shè)有進(jìn)料口，在旋風(fēng)爐的爐壁上設(shè)有一排進(jìn)氣管，進(jìn)氣管與水平面的夾角a為30～80°，相鄰兩個進(jìn)氣管之間的距離L為10～40cm，在旋風(fēng)爐爐尾部設(shè)有出料口。旋風(fēng)爐的進(jìn)料口與螺旋進(jìn)料器連接，旋風(fēng)爐的進(jìn)氣管與混合器連接，旋風(fēng)爐的出料口與余熱鍋爐的進(jìn)料口連接，余熱鍋爐的出料口和旋風(fēng)分離器連接，旋風(fēng)分離器的出料口與引風(fēng)機(jī)連接。余熱鍋爐的水蒸氣出口與混合器的水蒸氣進(jìn)口連接。得到的粉狀活性炭0.15％亞甲基藍(lán)吸附值在18毫升以上，同時具有70％以上的A法焦糖脫色力。
文檔編號C01B31/10GK201648001SQ20102014396
公開日2010年11月24日 申請日期2010年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月29日
發(fā)明者劉石彩, 應(yīng)浩, 戴偉娣, 蔣劍春, 鄧先倫 申請人:中國林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所