本實(shí)用新型涉及生物質(zhì)處理領(lǐng)域，尤其涉及一種低溫連續(xù)熱解固定床反應(yīng)器，并利用該反應(yīng)器由生物質(zhì)制備活性炭。

背景技術(shù)：

我國(guó)生物質(zhì)資源豐富，每年產(chǎn)生大約6.5億噸農(nóng)業(yè)秸稈，加上薪柴及林業(yè)廢棄物等，折合能量與4.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤相當(dāng)，預(yù)計(jì)到2050年將增加到9.04億噸，相當(dāng)于6億多噸標(biāo)準(zhǔn)煤。我國(guó)每年的森林耗材達(dá)到2.1億立方米，折合1.2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的能量。另外，全國(guó)城市生物質(zhì)年產(chǎn)量已超過1.5億噸，到2020年年產(chǎn)量將達(dá)2.1億噸，垃圾中的有機(jī)質(zhì)含量平均約為40％。年產(chǎn)1.5億噸的“城市垃圾”中，被丟棄的“可再生資源”價(jià)值高達(dá)250億元。這些資源若未經(jīng)治理直接焚燒、排入水體或堆積，不僅造成資源浪費(fèi)，還會(huì)引起空氣、土壤、地表水和地下水的污染以及人類生存環(huán)境的惡化。然而若將其進(jìn)行碳化生產(chǎn)油、氣、固體碳，可部分替代煤、油、天然氣等資源。

活性炭具有高度發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，以及獨(dú)特的表面官能團(tuán)、較好的化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度，并且耐酸、耐堿、耐熱，是一種優(yōu)良的吸附劑，廣泛應(yīng)用于環(huán)保、化學(xué)工業(yè)、食品加工、濕法冶金、藥物精制、軍事化學(xué)防護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防建設(shè)以及人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚漠a(chǎn)品。

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是近年來治理環(huán)境污染呼聲的日益高漲，活性炭的市場(chǎng)前景和經(jīng)濟(jì)效益日益顯著，進(jìn)一步推動(dòng)了它的研究、開發(fā)和利用。世界活性炭年產(chǎn)量超過60萬噸，1992年國(guó)內(nèi)已達(dá)7萬噸，1993年日本達(dá)8萬噸。目前，我國(guó)活性炭工業(yè)發(fā)展較快，平均年增長(zhǎng) 率高達(dá)15％，出口量已超過日本和美國(guó)，居世界首位。

現(xiàn)有技術(shù)CN101863468A公開了一種制備活性炭的回轉(zhuǎn)式微波加熱爐及制備活性炭的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)選用兩臺(tái)回轉(zhuǎn)式微波加熱爐，將預(yù)處理的物料進(jìn)行熱解處理，物料在一臺(tái)回轉(zhuǎn)式微波加熱爐內(nèi)完成炭化過程，進(jìn)入另一臺(tái)回轉(zhuǎn)式微波加熱爐進(jìn)行活化，活化后的炭化固留物進(jìn)入冷卻室密封冷卻，加工為初級(jí)活性炭產(chǎn)品，再轉(zhuǎn)入活性炭精加工系統(tǒng)。然而，該方法使用的原料局限性大，并且微波加熱裝置能耗高，物料炭化過程產(chǎn)生的粉塵量大，物料溫度和流動(dòng)性難以監(jiān)控，產(chǎn)生的可燃性氣體未得到利用，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益低，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

現(xiàn)有技術(shù)CN102559222A公開了一種低溫干餾爐熱解物料的方法。該熱解方法采用臥式干餾爐，每一次熱解開始前，先需要停止向反應(yīng)器供熱，待反應(yīng)器降溫冷卻后卸下反應(yīng)器爐門或是爐蓋，取出前一批熱解殘留的固體產(chǎn)物，需要人工向反應(yīng)器內(nèi)加入下一批次熱解的物料。因此該方法無法實(shí)現(xiàn)物料熱態(tài)條件下連續(xù)進(jìn)出料，無自動(dòng)布料和出料功能，未實(shí)現(xiàn)高溫?zé)峤獠荒龤庾杂脕硖峁崃?。進(jìn)出料過程需對(duì)反應(yīng)器升溫和降溫，降低了裝置的處理能力和效率，增加了故障率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型旨在提供一種成本低、熱效率高，并且可生產(chǎn)高品質(zhì)活性炭的適合于工業(yè)化的熱解活化裝置及方法。

本實(shí)用新型提出了一種低溫連續(xù)熱解生物質(zhì)制備活性炭的固定床反應(yīng)器，所述反應(yīng)器包括進(jìn)料口、反應(yīng)系統(tǒng)、出料口，所述進(jìn)料口的水平位置比所述出料口的水平位置高；

所述反應(yīng)系統(tǒng)自上而下依次包括集氣室、氣體收集區(qū)、反應(yīng)室；所述反應(yīng)室中具有進(jìn)料螺旋、出料螺旋、料板，所述料板包括進(jìn)料端和出料端，所述進(jìn)料螺旋設(shè)置在所述進(jìn)料口之下，位于所述進(jìn)料端上部；所述出料螺旋設(shè)置在所述出料端上部，所述出料端位于所述出料口之上；

所述進(jìn)料螺旋包括中心螺桿、左螺旋葉片、右螺旋葉片；所述中心 螺桿橫穿所述左螺旋葉片和右螺旋葉片，所述左螺旋葉片和右螺旋葉片垂直于所述中心螺桿的中心線成軸對(duì)稱，兩者之間的距離為所述進(jìn)料口口徑的1/3～1/2；

所述反應(yīng)室具有反應(yīng)室隔板，所述反應(yīng)室隔板兩端分別連接蒸汽入口和蒸汽噴嘴。

進(jìn)一步的，所述左螺旋葉片和右螺旋葉片的下邊緣與所述料板的垂直距離為50～150mm，優(yōu)選80mm。

進(jìn)一步的，所述左螺旋葉片間隙和右螺旋葉片間隙等距設(shè)置。

進(jìn)一步的，所述左螺旋葉片間隙和右螺旋葉片間隙變距設(shè)置。

進(jìn)一步的，所述氣體收集區(qū)為梯形體，所述反應(yīng)室為立方體；

所述氣體收集區(qū)的底部與所述反應(yīng)室的頂部連通；

所述氣體收集區(qū)的頂部與所述料板的垂直距離為1000～1500mm。

進(jìn)一步的，所述氣體收集區(qū)的梯形斜截面與所述反應(yīng)室的豎直面的夾角為120°～150°，優(yōu)選135°；

所述梯形斜截面由鋼板制成，在其上設(shè)置有圓孔。

進(jìn)一步的，所述反應(yīng)室中包括輻射管，所述輻射管為蓄熱式輻射管，設(shè)置在所述料板上部與所述料板平行；

所述輻射管與所述料板之間的垂直距離為400～550mm，優(yōu)選400mm。

進(jìn)一步的，所述料板的進(jìn)料端和出料端設(shè)置有傳動(dòng)軸承，用于帶動(dòng)所述料板連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述傳動(dòng)軸承具有兩個(gè)或多個(gè)。

上述反應(yīng)器進(jìn)一步包括殼體，所述殼體包括反應(yīng)器壁、支撐平臺(tái)、支架；

所述反應(yīng)器壁用于密封所述反應(yīng)室；

所述支撐平臺(tái)設(shè)置在所述料板之下；

所述支架固定在所述支撐平臺(tái)上，用于連接所述傳動(dòng)軸承。

本實(shí)用新型通過采用獨(dú)特的進(jìn)料螺旋構(gòu)造，可實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)原料在料板上的均勻分布。料板上方均勻布置有多根輻射管，原料在熱解過程中 相對(duì)于料板和輻射管靜止，可保證其均勻受熱。在熱解處理過程中，通過料板、進(jìn)料螺旋、出料螺旋的聯(lián)合操作，可在不停爐的條件下，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器的連續(xù)進(jìn)料和出料，以及熱解產(chǎn)物的分類回收。

本實(shí)用新型中氣體收集區(qū)和集氣室的設(shè)置可大大降低熱解氣的含塵量，實(shí)現(xiàn)高溫?zé)峤鈿獾闹苯踊厥绽?，降低了熱損失，提高了熱利用率。在反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置活化氣導(dǎo)入管道，在熱解生物質(zhì)的同時(shí)制備高品質(zhì)活性炭，實(shí)現(xiàn)了一爐多用，提高了整個(gè)裝置的處理能力和效率。

附圖說明

圖1是低溫連續(xù)熱解生物質(zhì)制備活性炭的固定床反應(yīng)器的左視圖。

圖2是低溫連續(xù)熱解生物質(zhì)制備活性炭的固定床反應(yīng)器的俯視圖。

圖3是低溫連續(xù)熱解生物質(zhì)制備活性炭的固定床反應(yīng)器的主視圖。

附圖中的附圖標(biāo)記如下：

1-殼體；

2、2a、2b、2c-輻射管；

3-中心螺桿；3a-出料螺旋；3b-進(jìn)料螺旋；

4-料板；

5-進(jìn)料倉(cāng)；5a-進(jìn)料口；

6-插板閥；

7-支架；

8-反應(yīng)室；

9-傳動(dòng)軸承；

10-基底；

11-支撐平臺(tái)；

12-固體收集倉(cāng)；12a-出料口；

13-氣體收集區(qū)；

14-集氣室；

15-蒸汽噴嘴；

16-蒸汽入口；

17-反應(yīng)室隔板。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說明，以便能夠更好地理解本實(shí)用新型的方案及其各個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的具體實(shí)施方式和實(shí)施例僅是說明的目的，而不是對(duì)本實(shí)用新型的限制。

該固定床反應(yīng)器既可用于資源化回收利用有機(jī)化合物，又可用于無害化處理廢棄物，本實(shí)用新型實(shí)施例中用于由生物質(zhì)制備活性炭。反應(yīng)器包括四個(gè)部分：進(jìn)料系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、出料系統(tǒng)、殼體。以下結(jié)合圖1、圖2、圖3分別顯示的固定床反應(yīng)器的左視圖、俯視圖、主視圖，對(duì)該四個(gè)部分之間的結(jié)構(gòu)及其關(guān)系進(jìn)行說明。

①殼體：由圖1所示，固定床反應(yīng)器的殼體1包括反應(yīng)器壁、支架7、基底10、支撐平臺(tái)11。

反應(yīng)器壁包括爐頂、側(cè)壁、爐底，用于密封整個(gè)反應(yīng)室8，使得反應(yīng)室8內(nèi)的反應(yīng)氣氛與外界氣氛充分隔開。

②進(jìn)料系統(tǒng)：由圖1以及圖3所示，進(jìn)料系統(tǒng)自上而下依次包括進(jìn)料倉(cāng)5、插板閥6、進(jìn)料口5a。進(jìn)料倉(cāng)5的數(shù)量可為一個(gè)或多個(gè)。

③出料系統(tǒng)：由圖1所示，出料系統(tǒng)由出料口12a和固體收集倉(cāng)12構(gòu)成。出料口12a在進(jìn)料口5a之下，且都設(shè)置有下料溜槽，用于反應(yīng)器的進(jìn)料和出料。固體收集倉(cāng)12的數(shù)量可為一個(gè)或多個(gè)。

④反應(yīng)系統(tǒng)：反應(yīng)系統(tǒng)自上而下依次包括集氣室14、氣體收集區(qū)13、反應(yīng)室8。

由圖3可見，在反應(yīng)室8的底部設(shè)置有料板4，位于支撐平臺(tái)11之上。為了便于描述，將料板4的兩端分別命名為進(jìn)料端和出料端。由圖1可見，出料端通過出料口12a與固體收集倉(cāng)12連接。

由圖1，在進(jìn)料端和出料端分別設(shè)置一個(gè)傳動(dòng)軸承9。支架7的一端固定在支撐平臺(tái)11上，另一端連接傳動(dòng)軸承9。傳動(dòng)軸承9中一個(gè)是主動(dòng)輪，一個(gè)是從動(dòng)輪，用于帶動(dòng)料板4的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)需要，可在料板4的中間段設(shè)置若干個(gè)從動(dòng)輪，從動(dòng)輪上端與料板4接觸起到支撐作用，下端固定在支撐平臺(tái)11上。

由圖1所示，進(jìn)料螺旋3b設(shè)置在料板4進(jìn)料端的上部，位于進(jìn)料口5a之下；出料螺旋3a設(shè)置在料板4出料端的上部，且出料端位于出料口12a之上。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，進(jìn)料螺旋3b和插板閥6之間還設(shè)置有料位計(jì)。

由圖2和圖3所示，進(jìn)料螺旋3b和出料螺旋3a均由螺旋葉片和中心螺桿3組成，中心螺桿3橫穿螺旋葉片。本實(shí)用新型實(shí)施例中，螺旋葉片之間的間隙等距設(shè)置，其下邊緣與料板4的垂直距離為50～150mm，其中優(yōu)選距離為80mm。

在其它實(shí)施例中，螺旋葉片之間的間隙可采用變距設(shè)置的方式，且靠近中間部分螺旋葉片間隙比中心螺桿兩端螺旋葉片間隙要小，使得物料在料板4上的分布更加均勻。

由圖2所示，進(jìn)料螺旋3b位于進(jìn)料口5a之下，螺旋葉片包括左螺旋葉片和右螺旋葉片，中心螺桿3橫穿左螺旋葉和右螺旋葉片。左螺旋葉片和右螺旋葉片垂直于中心螺桿3的中心線成軸對(duì)稱。本實(shí)用新型實(shí)施例中，左螺旋葉片和右螺旋葉片之間的距離為進(jìn)料口5a口徑的1/3～1/2。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，進(jìn)料螺旋3b的特殊構(gòu)造，使得生物質(zhì)原料從進(jìn)料螺旋3b的中間部分向兩端運(yùn)動(dòng)，可以減少物料隨進(jìn)料螺旋3b的 運(yùn)轉(zhuǎn)距離，并且實(shí)現(xiàn)較寬料板4上物料的均勻分布，優(yōu)選實(shí)施方式為采用單根進(jìn)料螺旋。

在其它實(shí)施例中，可在進(jìn)料口5a的下料溜槽處增設(shè)導(dǎo)流板，有助于物料的均勻分布。

由圖2所示，反應(yīng)室8中設(shè)置有3個(gè)輻射管，分別為2a、2b、2c，在圖1和圖3中標(biāo)示為輻射管2。在其它實(shí)施例中，輻射管2的數(shù)量可以為除3個(gè)以外的任一數(shù)量。本實(shí)用新型實(shí)施例中。輻射管2在反應(yīng)室8中均勻布置，且與料板4平行，其距離料板4的垂直高度為400～550mm，本實(shí)用新型實(shí)施例中為400mm。

由圖1可見，在反應(yīng)室8中設(shè)置有3個(gè)反應(yīng)室隔板17，反應(yīng)室隔板17位于3個(gè)輻射管之間并平行布置，其兩端分別與蒸汽入口16和蒸汽噴嘴15連接。蒸汽入口16為管式結(jié)構(gòu)，位于3個(gè)輻射管之上并水平布置，其具有3個(gè)出氣口，分別與3個(gè)反應(yīng)室隔板17的上端連通。蒸汽噴嘴15具有多個(gè)，均設(shè)置在反應(yīng)室隔板17的下端與其連通，其位于料板4之上，與料板4平行。在其他實(shí)施例中，反應(yīng)室隔板17的數(shù)量可為除3個(gè)以外的任一數(shù)量，對(duì)應(yīng)蒸汽入口16出氣口的數(shù)量與反應(yīng)室隔板17的數(shù)量相同。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，氣體收集區(qū)13為一梯形體，反應(yīng)室為一立方體，氣體收集區(qū)13的底部與反應(yīng)室8的頂部連通。氣體收集區(qū)13的頂部水平面和梯形斜截面均由鋼板制成，從而與集氣室14隔開。在制成梯形斜截面的鋼板上設(shè)置有圓孔，用于熱解氣體的流通。

集氣室14具有豎直面?zhèn)缺诤蛢A斜面?zhèn)缺?，豎直側(cè)壁和反應(yīng)室8的豎直面?zhèn)缺谶B接；傾斜面?zhèn)缺诤蜌怏w收集區(qū)13的梯形斜截面?zhèn)缺谶B接。

氣體收集區(qū)13的頂部與料板之間的垂直距離為1000～1500mm，本實(shí)用新型實(shí)施例中，優(yōu)選距離為1000～1200mm。氣體收集區(qū)13的梯形斜截面與反應(yīng)室8的豎直面之間夾角為120°～150°，優(yōu)選角度為135°。

本實(shí)用新型實(shí)施例反應(yīng)器的整個(gè)反應(yīng)器壁優(yōu)選四方形，也可設(shè)計(jì)為 圓柱形或其它形狀。采用四方形反應(yīng)器壁的結(jié)構(gòu)更加有利于輻射管2的設(shè)置，從而使物料受熱均勻，保證熱解氣的均勻產(chǎn)生和流動(dòng)。

利用本實(shí)用新型處理生物質(zhì)制備活性炭的工藝方法流程如下：

①原料要求

本實(shí)用新型實(shí)施例的固定床反應(yīng)器對(duì)原料無嚴(yán)格要求，為獲得較高品質(zhì)的活性炭，優(yōu)選生物質(zhì)原料的粒徑為0.3～12mm。

②進(jìn)料過程

關(guān)閉插板閥6，將生物質(zhì)原料運(yùn)送至進(jìn)料倉(cāng)5中?？稍谶M(jìn)料倉(cāng)5中設(shè)置攪拌棒，用于防止物料的蓬料現(xiàn)象。打開插板閥6，物料在重力作用下，經(jīng)由進(jìn)料口5a處的下料溜槽進(jìn)入反應(yīng)室8前段的中部。

生物質(zhì)原料被連續(xù)運(yùn)送至進(jìn)料螺旋3b的中間部分，在進(jìn)料螺旋3b的作用下沿料板4的兩側(cè)均勻的分布。料板4在傳動(dòng)軸承9的運(yùn)轉(zhuǎn)下，可帶動(dòng)生物質(zhì)向前輸送，使整個(gè)料板4均勻的布滿物料。

料位計(jì)可用于檢測(cè)進(jìn)入反應(yīng)室8的物料高度，從而控制單次進(jìn)料量，也可通過調(diào)節(jié)進(jìn)料螺旋3b，改變料板4上物料的分布效果。

在插板閥6處可設(shè)置惰性氣體接入口，在打開插板閥6向反應(yīng)器中加入生物質(zhì)原料時(shí)，通入惰性氣體，原料在惰性氣體氣流的協(xié)助下進(jìn)入反應(yīng)室8中。惰性氣體可選擇氮?dú)?，或?yàn)槠渌茄趸詺怏w，滿足反應(yīng)室8中熱解反應(yīng)的絕氧性要求。

本實(shí)用新型固定床反應(yīng)器可采用單次進(jìn)料的方式，也可采用連續(xù)進(jìn)料的方式。當(dāng)所需處理的物料量較小時(shí)，可采用本實(shí)用新型實(shí)施例中的固定床反應(yīng)器進(jìn)行操作。如果處理的物料量較大，可增加料板4的面積，在熱解反應(yīng)過程中保持料板4的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使物料在料板4上從進(jìn)料端到出料端完成熱解反應(yīng)，保證進(jìn)料和出料的連續(xù)性。

③進(jìn)料高度

為了保證反應(yīng)室8中生物質(zhì)原料熱解的連續(xù)性，進(jìn)料倉(cāng)5的單次物料儲(chǔ)存量不得少于料板4的單次物料分布量。在熱解反應(yīng)過程中，在進(jìn) 料倉(cāng)5中儲(chǔ)存一定量的生物質(zhì)原料，保證料板4上物料的高度為100～150mm。

④熱解過程和活化過程

熱解過程：固定床反應(yīng)器在350～1200℃的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行，生物質(zhì)原料進(jìn)入反應(yīng)室8之后，在輻射管2的輻射傳熱作用下，逐步升溫?zé)峤?，首先進(jìn)行干燥脫水，然后脫除揮發(fā)分，生成熱解氣和炭化物料。

活化過程：熱解完成后，提高每根輻射管的溫度，同時(shí)經(jīng)由蒸汽入口16通入水蒸汽。水蒸氣進(jìn)入由耐高溫不銹鋼制成的反應(yīng)室隔板17中加熱升溫，再通過蒸汽噴嘴15噴入反應(yīng)室8中。水蒸氣與炭化物料充分接觸，在輻射管的輻射傳熱作用下，炭化物料被活化，從而制得活性炭。

料板4上上層物料中的低沸點(diǎn)有機(jī)質(zhì)先進(jìn)行熱解，下層物料和高熱解有機(jī)化合物后進(jìn)行熱解，可保證整個(gè)料板4上物料受熱的均勻性。

熱解反應(yīng)過程中要控制反應(yīng)室8處于絕氧氣氛，整個(gè)活化過程在水蒸氣氣氛下完成，維持反應(yīng)室8的壓力在-2～5kPa的范圍內(nèi)。

⑤加熱方式

該固定床反應(yīng)器的加熱方式可選擇電加熱方式、燃料加熱方式、高溫等離子體加熱方式等，本實(shí)用新型實(shí)施例優(yōu)選蓄熱式輻射管加熱方式，滿足裝置中燃燒加熱系統(tǒng)與物料熱解系統(tǒng)的隔絕。

熱解過程中當(dāng)物料溫度低于280℃時(shí)，輻射管2的升溫速率控制在40～60℃/min；當(dāng)物料溫度在280～450℃時(shí)，輻射管2的升溫速率控制在20～40℃/min；當(dāng)物料溫度超過450℃時(shí)，輻射管2的升溫速率控制在20～60℃/min。

整個(gè)熱解過程控制輻射管2的溫度為600～850℃，并在進(jìn)行活化過程之前保證炭化物料的最低溫度≥600℃。

活化過程控制輻射管2的升溫速率為20～80℃/min，溫度為650～1100℃，物料溫度為600～1000℃。

⑥出料過程

在啟動(dòng)進(jìn)料螺旋3b的同時(shí)啟動(dòng)出料螺旋3a，在出料螺旋3a的運(yùn)轉(zhuǎn)下，制備的活性炭經(jīng)由出料口12a處的下料溜槽進(jìn)入固體收集倉(cāng)12中。

該出料過程可滿足料板4在均勻分布生物質(zhì)原料的同時(shí)，對(duì)制備的活性炭進(jìn)行出料，從而保證反應(yīng)器中進(jìn)料和出料的連續(xù)性。

⑦熱解氣的回收利用

熱解產(chǎn)生的熱解氣膨脹匯集到氣體收集區(qū)13中，在其中升溫并加快裂解，然后經(jīng)由梯形斜截面鋼板上的圓孔，進(jìn)入到集氣室14中。

氣體收集區(qū)13斜截面上的圓孔，可使熱解氣的流動(dòng)速度變慢，導(dǎo)致其中的灰塵沉淀并降落，從而降低進(jìn)入集氣室14熱解氣的含塵量。集氣室14既可儲(chǔ)存熱解氣，又可確保熱解氣處于高溫狀態(tài)，充分回收熱解氣的熱量，提高熱利用率。

氣體收集區(qū)13的梯形體結(jié)構(gòu)有助于匯集熱解氣體，且梯形斜截面與反應(yīng)室8的豎直面之間夾角的大小，可直接影響熱解氣的流動(dòng)方向和停留時(shí)間。

該固定床反應(yīng)器從進(jìn)料到完成熱解活化后出料所需時(shí)間為3～5h，該時(shí)間會(huì)受到生物質(zhì)的物理性質(zhì)、單次進(jìn)料量、升溫速率等的影響。

本實(shí)用新型實(shí)施例的固定床反應(yīng)器與傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器的區(qū)別之一在于：本實(shí)用新型的固定床反應(yīng)器在處理完單批次的生物質(zhì)之后，無需進(jìn)行降溫，便可進(jìn)行下一批生物質(zhì)的進(jìn)料和活性炭的出料。因此，本實(shí)用新型反應(yīng)器中的輻射管2只需在首次進(jìn)料時(shí)進(jìn)行開工點(diǎn)火，在接下來的整個(gè)連續(xù)運(yùn)行過程中，只需維持輻射管2的正常加熱溫度即可。由此，在反應(yīng)器運(yùn)行過程中，避免了因每一次的進(jìn)料和出料對(duì)反應(yīng)器的升溫和降溫，降低反應(yīng)器的故障率；區(qū)別之二在于：本實(shí)用新型的固定床反應(yīng)器可通過控制進(jìn)料螺旋3b、料板4、出料螺旋3a之間的運(yùn)轉(zhuǎn)速率，實(shí)現(xiàn)熱解過程中連續(xù)的進(jìn)料和出料。

實(shí)施例

由滿洲里提供粒度0.3～0.6mm的生物質(zhì)作為原料(生物質(zhì)分析數(shù)據(jù)見表1)，物料先儲(chǔ)存于進(jìn)料倉(cāng)5中，打開插板閥6，物料在重力作用下，從進(jìn)料倉(cāng)5處的下料溜槽滑落到反應(yīng)室8中。

在進(jìn)料螺旋3b轉(zhuǎn)動(dòng)下和傳動(dòng)軸承9帶動(dòng)下，生物質(zhì)原料均勻分布在料板4上，同時(shí)向出料端水平移動(dòng)。控制進(jìn)料螺旋3b和傳動(dòng)軸承9的速率，使整個(gè)料板4上物料厚度為100mm，然后關(guān)閉插板閥6。開啟輻射管燃燒系統(tǒng)，當(dāng)物料溫度低于280℃時(shí)，控制輻射管2升溫速率為45℃/min；當(dāng)物料溫度高于280℃時(shí)，控制輻射管2升溫速率為25℃/min。熱解過程產(chǎn)生熱解氣和炭化物料，反應(yīng)器壓力控制在800Pa以內(nèi)。

當(dāng)熱解過程基本不產(chǎn)生熱解氣之后，提高每根輻射管溫度到700～950℃，同時(shí)由蒸汽入口16通入水蒸汽，通入的水蒸汽在反應(yīng)室隔板17內(nèi)被加熱升溫后，通過蒸汽噴嘴15噴入反應(yīng)室8中，與炭化物料充分接觸，炭化物料活化獲得活性炭?；钚蕴恐苽渫瓿珊螅M(jìn)行第二批次生物質(zhì)的進(jìn)料，進(jìn)料的同時(shí)對(duì)固定床反應(yīng)器上一次反應(yīng)制得的活性炭進(jìn)行出料，保持進(jìn)料和出料的連續(xù)性。輸送出的活性炭送入固體收集倉(cāng)12中儲(chǔ)存。

本實(shí)用新型所述工藝方法可長(zhǎng)期平穩(wěn)操作，所得到比較穩(wěn)定的熱解產(chǎn)物的產(chǎn)率見表2。

表1生物質(zhì)原料分析結(jié)果

表2活性炭數(shù)據(jù)結(jié)果

(備注：表1中M_ad表示空干基水分、A_ad表示空干基灰分、V_ad表示空干基揮發(fā)分、FC_ad表示空干基固定碳、S_t,ad表示空干基硫、C_ad表示空干基碳、H_ad表示空干基氫，Q_Net.ar的單位為MJ/kg，％為質(zhì)量百分比)

本實(shí)用新型實(shí)施例所述工藝方法可長(zhǎng)期平穩(wěn)操作，并制備高品質(zhì)的活性炭，反應(yīng)器故障率極低。

需要說明的是，以上參照附圖所描述的各個(gè)實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型而非限制本實(shí)用新型的范圍，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的前提下對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行的修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。此外，除上下文另有所指外，以單數(shù)形式出現(xiàn)的詞包括復(fù)數(shù)形式，反之亦然。另外，除非特別說明，那么任何實(shí)施例的全部或一部分可結(jié)合任何其它實(shí)施例的全部或一部分來使用。