一种制备糠醛联产活性炭的设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种制备糠醛联产活性炭的设备，包括糠醛生产装置，所述糠醛生产装置上设置有糠醛出料口和糠醛渣出料口；第一进料口与所述糠醛生产装置的糠醛渣出料口相连的第二物料混合装置；出料口与所述第二物料混合装置的第二进料口相连的催化剂进料装置；进料口与所述第二物料混合装置的出料口相连的炭化活化装置。与现有技术相比，本实用新型提供的设备能够以糠醛渣为原料，制备得到活性炭，且得到的活性炭的性能指标与现有技术活性炭市售商品的性能指标相当，采用该设备制备活性炭实现了对糠醛渣的回收利用，避免了糠醛渣对环境的污染，具有较高的环保价值；而且，本实用新型提供的设备进行活性炭的制备，具有巨大的经济效益。
【专利说明】一种制备糠醛联产活性炭的设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及碳材料【技术领域】，尤其涉及一种制备糠醛联产活性炭的设备。
【背景技术】
[0002]活性炭又称活性炭黑，是黑色粉末状或颗粒状的无定形碳。活性炭主成分除了碳以外还有氧、氢等元素。活性炭在结构上由于微晶碳是不规则排列，在交叉连接之间有细孔，在活化时会产生碳组织缺陷，因此它是一种多孔碳，堆积密度低，比表面积大。而且活性炭的炭粒中还有更细小的孔一毛细管。这种毛细管具有很强的吸附能力，由于炭粒的表面积很大，所以能与气体(杂质)充分接触。当这些气体(杂质)碰到毛细管被吸附，起净化作用。由于活性炭良好的吸附系能，其在现有技术中得到了广泛的应用，如在石化工业主要用于无碱脱臭、乙烯脱盐水、催化剂载体和水净化及污水处理；在电力行业主要用于电厂水质处理剂保护；在化工行业主要用于化工催化剂及载体、气体净化、溶剂回收及油脂等的脱色、静置；食品行业主要用于饮料、酒类、味精母液及食品的精制、脱色、提纯和除臭；在黄金工业主要用作黄金提取和尾液回收；在环保行业主要用于污水处理、废气及有害气体的治理、气体净化。
[0003]按照制造方法，活性炭可分为化学法活性炭、物理法活性炭、化学一物理法和物理一化学法活性炭。目前主要应用的是化学法制备活性炭，活性炭的主要原料几乎可以是所有富含碳的有机材料，如煤、木材、果壳、椰壳、核桃壳等。这些含碳材料在活化炉中，在高温和一定压力下通过热解作用被转换成活性炭。现有技术这种制备活性炭的方法具有较高的经济成本，且如煤这种原料具有不可再生性，不利于工艺的可持续发展。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供一种制备糠醛联产活性炭的设备，采用本实用新型提供的设备制备活性炭，能够产生巨大的经济效益。
[0005]本实用新型提供了 一种制备糠醛联产活性炭的设备，包括生物质原料进料装置；
[0006]第一进料口与所述生物质原料进料装置的出料口相连的第一物料混合装置，所述第一物料混合装置上设置有第二进料口，用于进酸液；
[0007]进料口与所述第一物料混合装置出料口相连的糠醛反应器，所述糠醛反应器上设置有糠醛出料口和糠醛渣出料口；
[0008]进料口与所述糠醛反应器的糠醛出料口相连的糠醛精制装置；
[0009]第一进料口与所述糠醛反应器的糠醛渣出料口相连的第二物料混合装置；
[0010]出料口与所述第二物料混合装置的第二进料口相连的催化剂进料装置；
[0011]进料口与所述第二物料混合装置的出料口相连的炭化活化装置。
[0012]优选的，还包括进料口与所述糠醛反应器的糠醛渣出料口相连的糠醛渣进料装置，所述糠醛渣进料装置的出料口与所述第二物料混合装置的第一进料口相连；
[0013]进料口与所述糠醛渣储存装置的出料口相连的第一干燥装置；[0014]进料口与所述第一干燥装置出料口相连的过滤装置。
[0015]优选的，所述过滤装置包括粉碎装置和过滤筛；
[0016]所述过滤筛为孔径为6目?16目的双层筛。
[0017]优选的，还包括进料口与所述炭化活化装置的出料口相连的催化剂回收装置，所述催化剂回收装置的第一出料口与所述第二物料混合装置的第三进料口相连；
[0018]进料口与所述催化剂回收装置的第二出料口相连的水洗装置；
[0019]进料口与所述水洗装置出料口相连的第二干燥装置；
[0020]进料口与所述第二干燥装置出料口相连的粉碎装置。
[0021]优选的，所述催化剂回收装置包括脉冲式萃取塔、过滤机或离心机。
[0022]优选的，所述粉碎装置包括进料口与所述第二干燥装置出料口相连的粉碎机；
[0023]进料口与所述粉碎机出料口相连的分离器；
[0024]进料口与所述分离器出料口相连的收集器。
[0025]优选的，所述第二物料混合物装置包括计量装置和物料捏和装置；
[0026]所述计量装置的第一进料口与所述糠醛渣进料装置的出料口相连；
[0027]所述计量装置的第二进料口与所述催化剂进料装置的出料口相连；
[0028]所述计量装置的出料口与所述物料捏和装置的进料口相连；
[0029]所述物料捏和装置的出料口与所述炭化活化装置的进料口相连。
[0030]优选的，所述炭化活化装置与水平面呈角度倾斜设置，所述炭化活化装置的出料口位于所述炭化活化装置进料口的下部，所述炭化活化装置的出料口处设置有燃烧室；
[0031]由所述第二物料混合装置输送来的第二混合物料输送至所述炭化活化装置的进料口处，所述第二混合物料沿所述倾斜的角度由所述进料口向所述出料口移动；
[0032]所述燃烧室产生的载热气与所述第二混合物料逆流接触。
[0033]优选的，所述第二物料混合装置与所述炭化活化装置间设置有第二混合物料输送
装置；
[0034]所述第二混合物料输送装置包括喂料器和送料机；
[0035]所述喂料器的进料口与所述第二混合物料输送装置的出料口相连；
[0036]所述喂料机的出料口与所述送料机的进料口相连；
[0037]所述送料机的出料口与所述炭化活化装置的进料口相连。
[0038]优选的，所述水洗装置包括炭池；
[0039]所述炭池的进料口与所述催化剂回收装置的第二出料口相连；
[0040]所述炭池的出料口与所述第二干燥装置相连。
[0041]本实用新型提供了一种制备糠醛联产活性炭的设备，包括生物质原料进料装置；第一进料口与所述生物质原料进料装置的出料口相连的第一物料混合装置，所述第一物料混合装置上设置有第二进料口，用于进酸液；进料口与所述第一物料混合装置出料口相连的糠醛反应器，所述糠醛反应器上设置有糠醛出料口和糠醛渣出料口 ；进料口与所述糠醛反应器的糠醛出料口相连的糠醛精制装置；第一进料口与所述糠醛反应器的糠醛渣出料口相连的第二物料混合装置；出料口与所述第二物料混合装置的第二进料口相连的催化剂进料装置；进料口与所述第二物料混合装置的出料口相连的炭化活化装置。与现有技术相比，本实用新型提供的设备能够在制备得到糠醛的同时，以糠醛渣为原料，制备得到活性炭，且得到的活性炭的性能指标与现有技术活性炭市售商品的性能指标相当，采用本实用新型提供的设备制备活性炭实现了对这些残渣的回收利用，避免了这些残渣对环境的污染，具有较高的环保价值。而且，采用本实用新型提供的设备进行活性炭的制备，具有巨大的经济效益，以制备I吨糠醛为例，现有技术制备I吨糠醛后，剩余的糠醛渣没有任何经济效益，采用本实用新型提供的设备会同时联产得到3吨活性炭，产生额外的3吨活性炭的效益；而现有技术制备活性炭的厂家是以木屑、煤或果壳为原料，成本在2000元/吨活性炭，而本实用新型是采用废弃的糠醛渣为原料，没有原料成本，还带来了活性炭的效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0042]图1为本实用新型实施例提供的制备糠醛联产活性炭装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0043]本实用新型提供了 一种制备糠醛联产活性炭的设备，包括生物质原料进料装置；
[0044]第一进料口与所述生物质原料进料装置的出料口相连的第一物料混合装置，所述第一物料混合装置上设置有第二进料口，用于进酸液；
[0045]进料口与所述第一物料混合装置出料口相连的糠醛反应器，所述糠醛反应器上设置有糠醛出料口和糠醛渣出料口；
[0046]进料口与所述糠醛反应器的糠醛出料口相连的糠醛精制装置；
[0047]第一进料口与所述糠醛反应器的糠醛渣出料口相连的第二物料混合装置；
[0048]出料口与所述第二物料混合装置的第二进料口相连的催化剂进料装置；
[0049]进料口与所述第二物料混合装置的出料口相连的炭化活化装置。
[0050]本实用新型提供的制备糠醛联产活性炭的设备能够在制备得到糠醛的同时，以糠醛渣为原料，制备得到活性炭。采用本实用新型提供的设备制备活性炭，实现了对包括木质素和纤维素的糠醛渣的回收利用，且大大降低了生产活性炭的成本，具有巨大的经济效益。
[0051]本实用新型提供的制备糠醛联产活性炭的设备包括生物质原料进料装置，用于生物质原料的进料。在本实用新型中，所述生物质原料进料装置优选包括生物质原料除尘装置和生物质原料粉碎装置，所述生物原料除尘装置的出料口与所述生物原料粉碎装置的进料相连，所述生物质原料粉碎装置的出料口与所述第一物料混合装置的第一进料口相连。在本实用新型的实施例中，所述生物质原料由皮带输送机输送至所述生物质原料除尘装置中，除去生物原料中的尘土和杂物；除尘后的生物质原料自流入所述生物质原料粉碎装置中进行粉碎，得到粒径不大于20_的生物质原料颗粒，在其他的实施例中，还可以粉碎得到粒径不大于18mm的生物质原料颗粒，在另外的实施例中，也可以粉碎得到粒径不大于15mm的生物质原料颗粒。
[0052]本实用新型对所述生物质原料除尘装置和生物原料粉碎装置的种类没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的除尘装置和粉碎装置即可。在本实用新型的实施例中，所述生物质原料除尘装置可以为震动筛；所述生物质原料粉碎装置可以为粉碎机。
[0053]本实用新型提供的制备糠醛联产活性炭的设备，包括第一进料口与所述生物质原料进料装置的出料口相连的第一物料混合装置，所述第一物料混合装置上设置有第二进料口，用于进酸液。在本实用新型的实施例中，由所述生物质原料粉碎装置粉碎后的生物质原料颗粒由斗式提升机提升到所述第一物料混合装置中，进行拌酸。
[0054]在本实用新型的实施例中，所述制备糠醛联产活性炭的设备还可以包括配酸装置，所述配酸装置的出料口与所述第一物料混合装置的第二进料口相连。本实用新型为了控制酸液的加入量，在所述配酸装置和第一物料混合装置之间优选还设置有流量计，通过流量计计量进入第一物料混合装置中酸液的量。
[0055]在本实用新型中，所述第一物料混合装置用于将酸液与生物质原料混合，使得酸液浸入生物原料中，有利于后期水解脱水过程的进行。
[0056]本实用新型提供的制备糠醛联产活性炭的设备包括糠醛反应器，所述糠醛反应器的进料口与所述第一物料混合装置的出料口相连。在本实用新型的实施例中，由第一物料混合装置得到的混合物料由皮带输送机输送至糠醛反应器中，进行水解脱水，得到糠醛和糠醛渣。在本实用新型的实施例中，所述糠醛反应器中设置有压力传感器，用于调节生物质原料水解脱水的压力；所述糠醛反应器中还设置有蒸汽进口，用于进入水解蒸汽，提供合适的水解条件。
[0057]在本实用新型的实施例中，所述水解蒸汽被引入所述糠醛反应器中，将糠醛反应器进行密封，然后关闭所述糠醛反应器上的排空阀门，打开蒸汽阀门进行升压，从0.1MPa逐步升压，每次开半圈，升压时间大约15-20分钟，待表压升至0.2MPa时缓缓打开排空阀门，排空0.5?Imin以排出装料时带入所述糠醛反应器内的空气，然后关闭排空阀继续升压，待表压升至0.6MPa时即为升压结束。升压完成后，先关闭升压阀门，即可打开排醛阀门作为排醛锅直接向总排醛管道排醛，或直接串入高峰锅5?15分钟再打开排醛并将低峰锅串入该锅，控制排醛锅的水解压力为0.5 — 0.70MPa ;水解I小时后作为串联锅使用。
[0058]在工业生产中，本领域技术人员可以并联多个糠醛反应器，本实用新型对此没有特殊的限制。
[0059]在本实用新型中，所述糠醛反应器上设置有糠醛出料口，所述糠醛出料口与所述糠醛精制装置的进料口相连，用于糠醛的精制，得到糠醛的市售商品。本实用新型对所述糠醛精制装置的结构没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的糠醛精制的设备即可。
[0060]在本实用新型中，所述糠醛反应器上设置有糠醛渣出料口，所述糠醛渣出料口与所述第二物料混合装置的第一进料口相连。在本实用新型中，所述制备糠醛联产活性炭的设备还可以包括糠醛渣进料装置，所述糠醛渣进料装置的进料口与所述糠醛反应器的糠醛渣出料口相连，所述糠醛渣进料装置的出料口与所述第二物料混合装置的第一进料口相连。
[0061]在本实用新型中，为了对所述糠醛渣进行干燥和粉碎，所述糠醛渣进料装置用于将上述技术方案所述的糠醛渣输送至第二物料混合装置，与催化剂进行混合。在本实用新型的实施例中，为了对所述糠醛渣进行干燥和粉碎，所述糠醛渣进料装置可以包括糠醛渣储存装置；进料口与所述糠醛渣储存装置的出料口相连的第一干燥装置；进料口与所述第一干燥装置出料口相连的过滤装置。在本实用新型的实施例中，所述糠醛渣储存装置用于生产得到的糠醛渣进行存储；所述糠醛渣储存装置的出口与所述第一干燥装置的进料口相连，将从所述糠醛渣储存装置输送来的物料烘干；所述第一干燥装置的出料口与所述过滤装置的进料口相连，在本实用新型的实施例中，所述过滤装置优选包括粉碎装置和过滤筛，从所述第一干燥装置输送来的物料在所述粉碎装置中被粉碎，然后被输送至过滤筛处进行筛选，得到上述技术方案所述合格粒度的糠醛渣颗粒。在本实用新型的实施例中，所述过滤筛可以为孔径为6目?16目双层筛，在本实用新型其他的实施例中，所述过滤筛还可以为孔经为10目?15目的双层筛。
[0062]本实用新型提供的制备糠醛联产活性炭的设备包括催化剂进料装置，所述催化剂进料装置的出料口与所述第二物料混合的第二进料口相连，用以将催化剂输送至第二物料混合装置中，与糠醛渣颗粒进行混合。
[0063]本实用新型提供的制备或活性炭的装置包括第二物料混合装置，所述第二物料混合装置的第一进料口与所述糠醛渣进料装置的出料口相连，所述第二物料混合装置的第二进料口与所述催化剂进料装置的出料口相连。本实用新型对所述第二物料混合装置的没有特殊的限制，如可以采用本领域技术人员熟知的物料捏和装置，将所述糠醛渣与催化剂进行捏和。
[0064]具体的，在本实用新型的实施例中，为了严格计量投入物料捏和装置中物料和催化剂的量，所述第二物料混合装置还可以包括计量装置，所述计量装置的第一进料口与所述糠醛渣进料装置的出料口相连，具体的，与所述过滤装置的出料口相连；所述计量装置的第二进料口与所述催化剂进料装置的出料口相连，所述计量装置的出料口与所述物料捏和装置的进料口相连。在本实用新型的实施例中，优选先将糠醛渣输送至所述计量装置中，再向所述计量装置中加入催化剂，混合后输送至物料捏和装置中进行捏和，得到第二混合物料。
[0065]本实用新型提供的制备糠醛联产活性炭的设备包括炭化活化装置，所述炭化活化装置的进料口与所述第二物料混合装置的出料口相连，具体的与上述技术方案所述物料捏和装置的出料口相连。在本实用新型的实施例中，所述第二物料混合装置与所述碳化活化装置之间设置有第二混合物料输送装置，所述第二混合物料输送装置具体包括喂料器和送料机，所述喂料器的进料口与所述第二混合物料装置的出料口相连，所述喂料器的出料口与所述送料机的进料口相连，所述送料机的出料口与所述炭化活化装置的进料口相连。本实用新型对所述喂料器和送料机的类型没有特殊的限制，在实施例中，可具体采用圆盘喂料器和螺旋送料机，本实用新型不做特殊的限制。
[0066]在本实用新型中的实施例中，所述炭化活化装置与水平面呈角度倾斜设置，所述炭化活化装置的出料口位于所述炭化活化装置进料口的下部，所述炭化活化装置的出料口处设置有燃烧室；由所述第二物料混合装置输送来的第二混合物料输送至所述炭化活化装置的进料口处，所述第二混合物料沿所述倾斜的角度由所述进料口向所述出料口移动；所述燃烧室产生的载热气与所述第二混合物料逆流接触。在本实用新型的实施例中，所述炭化活化装置与水平面的夹角可以为3°左右。本实用新型对所述炭化活化装置的种类没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的制备活性炭方案中采用的炭化活化炉即可，如可以采用内热式回转炉。在本实用新型的实施例中，所述第二混合物料输送装置将第二混合物料输送至内热式回转炉的炉尾，第二混合物料借助炉体的转动和倾斜度缓慢向炉头移动，所述炉头出设置有燃烧室，燃煤在所述燃烧室中燃烧产生载热气，所述载热气进入炉中，直接与第二混合物料逆流接触，使得第二混合物料从炉尾运动到炉头经历干燥、纤维结构脱水、材质炭化、有机高聚物分解和多孔结构定型等多个阶段，最终进入炉头的出料室。
[0067]在本实用新型的实施例中，所述制备糠醛联产活性炭的设备还包括进料口与所述炭化活化装置的出料口相连的催化剂回收装置，所述催化剂回收装置的第一出料口与所述第二物料混合装置的第三进料口相连；
[0068]进料口与所述催化剂回收装置的第二出料口相连的水洗装置；
[0069]进料口与所述水洗装置出料口相连的第二干燥装置；
[0070]进料口与所述第二干燥装置出料口相连的粉碎装置。
[0071]本实用新型提供的制备糠醛联产活性炭的设备还包括催化剂回收装置，当所述催化剂为磷酸时，该催化剂回收装置将所述炭化活化装置的出料进行酸回收，回收得到的酸可以被输送至所述第二物料混合装置，继续用于活性炭的制备。在本实用新型中，所述催化剂回收装置的进料口与所述炭化活化装置的出料口相连，所述催化剂回收装置的第一出料口与所述第二物料混合装置的第三进料口相连，所述催化剂回收装置的第二出料口与所述水洗装置的进料口相连，所述催化剂回收装置的第二出料口用以将回收酸后的炭输送至水洗装置进行水洗。本实用新型对所述催化剂回收装置的种类没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的催化剂回收装置即可，如可以本领域技术人员熟知的脉冲式萃取塔、过滤机或离心机。
[0072]在本实用新型的实施例中，当所述催化剂回收装置为脉冲式萃取塔，所述催化剂为磷酸时，所述催化剂回收的具体过程如下:
[0073]先在所述脉冲式萃取塔中注入较低浓度的磷酸液，然后用电动葫芦将所述活化料提升倾入塔内；完成加料后，启动脉冲发生器，使固-液两相作湍流运动，提高回收效率。在本实用新型中，所述较低浓度的磷酸液的质量浓度优选为20Be?30Be。第一次回收的磷酸，可送往配料工序备用；然后依次将低浓度的磷酸用泵打入萃取塔，重复以上操作。所回收到的从高浓度到低浓度具浓度梯度的磷酸分别储放在酸池中，供下次回收用。当萃取塔排出的磷酸浓度达到OBe时，再用温度为60°C?80°C的热清水分别萃取二次，萃取液返回酸池。
[0074]在本实用新型的实施例中，当所述催化剂回收装置为过滤机时，本实用新型优选将所述活化料置于所述过滤机中进行过滤，将其中的催化剂溶液与活化料固体分离，实现对催化剂的回收。本实用新型对所述过滤机的种类没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的过滤机即可，如可以采用活性炭工业生产中常用的板框过滤机。
[0075]在本实用新型的实施例中，当所述催化剂回收装置为离心机时，本实用新型优选将所述活化料置于所述离心机中进行离心，使其中的催化剂溶液与活化料固体分离，实现对催化剂的回收。本实用新型对所述离心机的种类及离心机的工作条件没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的离心机即可，如可以为板框过滤机。
[0076]在本实用新型的实施例中，所述制备糠醛联产活性炭的设备还可以包括水洗装置，所述水洗装置的进料口与所述催化剂回收装置的第二出料口相连。在本实用新型的实施例中，所述水洗装置可以包括炭池，在所述炭池中实现对活化料的漂洗，具体的所述活化料经过板框过滤机过滤后，炭留在板框中，向所述板框中注入水对其中的炭进行水洗；在本实用新型另外的实施例中，所述水洗装置还可以漂洗缶，所述炭池的进料口与所述催化剂回收装置的第二出料口相连，所述炭池的出料口与所述漂洗缶的进料口相连。在本实用新型的实施例中，所述催化剂回收装置第二出料口输出的炭被水里冲入炭池中，所述炭池中的炭被泥浆泵输送至漂洗缶中，用水将所述漂洗缶中的炭流漂至pH值为4?5。[0077]在本实用新型的实施例中，所述制备糠醛联产活性炭的设备还可以包括第二干燥装置，所述第二干燥装置用以将水洗后的炭进行干燥，所述第二干燥装置的进料口与所述水洗装置的出料口相连。在本实用新型的实施例中，所述第二干燥装置可以包括脱水装置和流化床干燥炉，所述脱水装置的进料口与所述水洗装置的出料口相连，所述脱水装置的出料口与所述流化床干燥炉的进料口相连，所述脱水装置与所述流化床干燥炉之间设置有螺旋输送器，所述螺旋输送器将经过脱水装置得到的湿炭送入流化床干燥炉中。本实用新型向所述流化床干燥炉内通入高温热风，使炭处于流态化状态，迅速干燥，得到干炭。在本实用新型的实施例中，所述高温热风的温度可以为80°C?200°C，在本实用新型另外的实施例中，所述高温热风的温度还可以为100°C?180°C。
[0078]在本实用新型的实施例中，所述第二干燥装置还可以包括分离装置和收集装置，所述分离装置的进料口与所述流化床干燥炉的出料口相连，所述分离装置的出料口与所述收集装置的进料口相连。具体的，所述分离装置可以为旋风分离器，所述收集装置可以为袋滤器，所述干炭通过旋风分离器和袋滤器收集。
[0079]在本实用新型的实施例中，所述制备糠醛联产活性炭的设备还可以包括粉碎装置，所述粉碎装置用以对得到的干炭进行粉碎，得到活性炭的市售商品。具体的，所述粉碎装置的进料口与所述第二干燥装置的出料口相连。在本实用新型的实施例中，所述粉碎装置可以包括进料口与所述第二干燥装置出料口相连的粉碎机；
[0080]进料口与所述粉碎机出料口相连的分离器；
[0081]进料口与所述分离器出料口相连的收集器。
[0082]本实用新型对所述粉碎机的种类没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的粉碎机即可，如可以采用雷蒙磨机，通过所述粉碎机的干炭被粉碎至小于200目的粒度。在本实用新型的实施例中，所述分离器可以为旋风分离器，所述收集器可以为袋滤器，所述粉碎后的干炭经旋风分离器和袋滤器收集。
[0083]为了能够将得到的活性炭作为市售商品出售，本实用新型将粉碎后得到的活性炭进行包装，在本实用新型的实施例中，所述制备糠醛联产活性炭的设备还可以包括混合包装装置，所述混合包装装置的进料口与所述粉碎装置的出料口相连，具体的所述混合包装装置可以包括混合器和包装装置，所述混合器的进料口与所述粉碎装置的出料口相连，所述混合器的出料口与所述包装装置的进料口相连，所述混合器具有不规则转动的性能，其容量能够满足一个批次产品的数量。
[0084]参见图1，图1为本实用新型实施例提供的制备糠醛联产活性炭的设备的结构示意图。
[0085]下面结合图1所示的装置，对本实用新型提供的制备糠醛联产活性炭的设备的工作流程进行阐述:
[0086]生物质原料由所述生物质原料进料装置输送至第一物料混合装置，向所述第一物料混合装置中输送酸液，进行物料混合；将混合均匀的第一物料输送至糠醛反应器中，进行水解脱水反应，得到糠醛和糠醛渣；所述糠醛被输送至所述糠醛精制装置中进行精制，得到糠醛商品；得到的糠醛渣在糠醛渣储存装置中进行储存，将糠醛渣储存装置中的糠醛渣输送至第一干燥装置中进行干燥，得到重量含水量在20wt%以下的糠醛渣；再将所述重量含水量在20wt%以下的糠醛渣输送至过滤装置中进行粉碎和筛选，得到过6目?16目的糠醛渣颗粒；再将所述糠醛渣颗粒通过第二物料混合装置的第一进料口输送至第二物料混合装置中，再将催化剂从所述催化剂进料装置通过第二物料混合装置的第二进料口输送至第二物料混合装置中，将糠醛渣颗粒与催化剂进行混合，得到第二混合物料；再将得到的第二混合物料输送至炭化活化装置进行炭化活化，得到活化炭；然后将所述活化炭输送至催化剂回收装置中进行酸液回收，回收到的酸液通过第二物料混合装置的第三进料口输送至第二物料混合装置中，继续用于活性炭的制备；回收酸后的炭由催化剂回收装置输送至水洗装置进行水洗，使其PH值为4?5 ;然后将得到的pH至为4?5的炭输送至第二干燥装置进行干燥，得到重量含水量在10%以下的炭；再将所述重量含水量在10%以下的炭输送至粉碎装置进行粉碎，得到粒度小于200目的炭。为了得到活性炭的市售商品，本实用新型将所述粉碎装置得到的粒度小于200目的炭输送至混合包装装置进行混合和包装出厂。
[0087]本实用新型提供了一种制备糠醛联产活性炭的设备，包括生物质原料进料装置；第一进料口与所述生物质原料进料装置的出料口相连的第一物料混合装置，所述第一物料混合装置上设置有第二进料口，用于进酸液；进料口与所述第一物料混合装置出料口相连的糠醛反应器，所述糠醛反应器上设置有糠醛出料口和糠醛渣出料口 ；进料口与所述糠醛反应器的糠醛出料口相连的糠醛精制装置；第一进料口与所述糠醛反应器的糠醛渣出料口相连的第二物料混合装置；出料口与所述第二物料混合装置的第二进料口相连的催化剂进料装置；进料口与所述第二物料混合装置的出料口相连的炭化活化装置。与现有技术相比，本实用新型提供的设备能够在制备得到糠醛的同时，以糠醛渣为原料，，制备得到活性炭，且得到的活性炭的性能指标与现有技术活性炭市售商品的性能指标相当，采用本实用新型提供的设备制备活性炭实现了对这些残渣的回收利用，避免了这些残渣对环境的污染，具有较高的环保价值。而且，采用本实用新型提供的设备进行活性炭的制备，具有巨大的经济效益，以制备I吨糠醛为例，现有技术制备I吨糠醛后，剩余的糠醛渣没有任何经济效益，采用本实用新型提供的设备会同时联产得到3吨活性炭，产生额外的3吨活性炭的效益；而现有技术制备活性炭的厂家是以木屑、煤或果壳为原料，成本在2000元/吨活性炭，而本实用新型是采用废弃的糠醛渣渣为原料，没有原料成本，还带来了活性炭的效益。
[0088]为了进一步说明本实用新型，下面结合实施例对本实用新型提供的制备糠醛联产活性炭的设备的工作流程进行详细地描述，但不能将它们理解为对本实用新型保护范围的限定。
[0089]在下述实施例中，采用图1所示结构的设备进行糠醛和活性炭的制备。
[0090]实施例1
[0091]原料使用风干后的玉米芯，其水含量为15%。玉米芯经过振动筛除尘后用锤式粉碎机粉碎成I?1.5cm的玉米芯颗粒，然后由提升机输送到拌酸车中进行拌酸，酸浓在5%±2%，用酸量保持得到的悬浮液的固液比为1:0.3，经过皮带输送机送入水解釜中，水解釜容积为10立方米，采用双釜串联操作，装满水解釜后通入压力为0.50MPa±0.05MPa的水蒸汽，水解温度为145°C，水解4小时。将水解得到的糠醛原液引入后续工序，经过提取毛醛，毛醛连续精制得商品糠醛。釜内的糠醛渣排入渣场，备用。
[0092]取固含约为15%的实施例1得到的糠醛渣100kg，将其干燥、粉碎后过6目和16目的双层筛进行筛选，得到糠醛渣颗粒，糠醛渣颗粒的重量含水量在20wt%以下；按照绝干酸解渣比纯磷酸质量比为1: 1.8的比例向其中加入质量浓度为60%的磷酸255kg混匀，在常温状态下捏合浸溃20min，然后将浸溃料通过园盘喂料器和螺旋送料机送入炭化活化炉的炉尾，在480°C下活化60min。将得到的活化料取出冷却后用适量水淋洗，洗液另置以回收磷酸。然后将淋洗后固体的PH值洗至4左右，烘干至重量含水量在10%以下、粉碎至粒度小于200目，得到成品活性炭。
[0093]本实用新型采用GB/T12496-1999中记载的活性炭性能测试的方法，将得到的成品活性炭进行性能测试，结果如表I所示，表I为本实用新型实施例1?4得到的活性炭的性能测试结果。
[0094]实施例2
[0095]采用实施例1的技术方案制备得到成品活性炭，不同的是，本实施例中糠醛渣的固含量为40%,糠醒洛颗粒的绝干质量与纯磷酸的质量比为1.2:3.0,炭化活化的温度为490°C,炭化活化的时间为80min。
[0096]本实用新型采用实施例1中所述的测试方法对得到的活性炭的性能进行测试，测试结果如表I所示，表I为本实用新型实施例1?4得到的活性炭的性能测试结果。
[0097]实施例3
[0098]原料使用风干后的玉米芯，其水含量为10%。玉米芯经过振动筛除尘后用锤式粉碎机粉碎成I?1.5cm的玉米芯颗粒，然后由提升机输送到拌酸车中进行拌酸，酸浓在8%±2%，用酸量保持得到的悬浮液的固液比为1:0.5，经过皮带输送机送入水解釜中，水解釜容积为10立方米，采用双釜串联操作，装满水解釜后通入压力为0.70MPa±0.05MPa的水蒸汽，水解温度为180°C，水解2小时。将水解得到的糠醛原液引入后续工序，经过提取毛醛，毛醛连续精制得商品糠醛。釜内的糠醛渣排入渣场，备用。
[0099]采用实施例1的技术方案以本实施例得到的糠醛渣制备得到成品活性炭，不同的是，本实施例中，糠醛渣的固含量为60%，糠醛渣颗粒的重量水分含量在15wt%以下，糠醛渣绝干重量与纯磷酸质量比为1:3.0,磷酸的质量浓度为50%,捏和浸溃的时间为15min,炭化活化的温度为450°C，炭化活化的时间为90min。
[0100]本实用新型采用实施例1中所述的测试方法对得到的活性炭的性能进行测试，测试结果如表I所示，表I为本实用新型实施例1?4得到的活性炭的性能测试结果。
[0101]实施例4
[0102]采用实施例3的技术方案制备得到成品活性炭，不同的是，本实施例中糠醛渣的固含量为65%，将糠醛渣干燥、粉碎后过10目?15目的双层筛，得到糠醛渣颗粒，糠醛渣颗粒的重量水分含量在15wt%以下,糠醒洛颗粒的绝干质量与纯磷酸的质量比为1:2,炭化活化的温度为460°C，炭化活化的时间为70min。
[0103]本实用新型采用实施例1中所述的测试方法对得到的活性炭的性能进行测试，测试结果如表I所示，表I为本实用新型实施例1?4得到的活性炭的性能测试结果。
[0104]表I本实用新型实施例1?4得到的活性炭的性能测试结果
[0105]
【权利要求】
1.一种制备糠醛联产活性炭的设备，包括生物质原料进料装置； 第一进料口与所述生物质原料进料装置的出料口相连的第一物料混合装置，所述第一物料混合装置上设置有第二进料口，用于进酸液； 进料口与所述第一物料混合装置出料口相连的糠醛反应器，所述糠醛反应器上设置有糠醛出料口和糠醛渣出料口； 进料口与所述糠醛反应器的糠醛出料口相连的糠醛精制装置； 第一进料口与所述糠醛反应器的糠醛渣出料口相连的第二物料混合装置； 出料口与所述第二物料混合装置的第二进料口相连的催化剂进料装置； 进料口与所述第二物料混合装置的出料口相连的炭化活化装置。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括进料口与所述糠醛反应器的糠醛渣出料口相连的糠醛渣进料装置，所述糠醛渣进料装置的出料口与所述第二物料混合装置的第一进料口相连； 进料口与所述糠醛渣储存装置的出料口相连的第一干燥装置； 进料口与所述第一干燥装置出料口相连的过滤装置。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述过滤装置包括粉碎装置和过滤筛； 所述过滤筛为孔径为6 目~16目的双层筛。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括进料口与所述炭化活化装置的出料口相连的催化剂回收装置，所述催化剂回收装置的第一出料口与所述第二物料混合装置的第三进料口相连； 进料口与所述催化剂回收装置的第二出料口相连的水洗装置； 进料口与所述水洗装置出料口相连的第二干燥装置； 进料口与所述第二干燥装置出料口相连的粉碎装置。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述催化剂回收装置包括脉冲式萃取塔、过滤机或离心机。
6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述粉碎装置包括进料口与所述第二干燥装置出料口相连的粉碎机； 进料口与所述粉碎机出料口相连的分离器； 进料口与所述分离器出料口相连的收集器。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二物料混合物装置包括计量装置和物料捏和装置； 所述计量装置的第一进料口与所述糠醛渣进料装置的出料口相连； 所述计量装置的第二进料口与所述催化剂进料装置的出料口相连； 所述计量装置的出料口与所述物料捏和装置的进料口相连； 所述物料捏和装置的出料口与所述炭化活化装置的进料口相连。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述炭化活化装置与水平面呈角度倾斜设置，所述炭化活化装置的出料口位于所述炭化活化装置进料口的下部，所述炭化活化装置的出料口处设置有燃烧室； 由所述第二物料混合装置输送来的第二混合物料输送至所述炭化活化装置的进料口处，所述第二混合物料沿所述倾斜的角度由所述进料口向所述出料口移动；所述燃烧室产生的载热气与所述第二混合物料逆流接触。
9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二物料混合装置与所述炭化活化装置间设置有第二混合物料输送装置； 所述第二混合物料输送装置包括喂料器和送料机； 所述喂料器的进料口与所述第二混合物料输送装置的出料口相连； 所述喂料机的出料口与所述送料机的进料口相连； 所述送料机的出料口与所述炭化活化装置的进料口相连。
10.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述水洗装置包括炭池； 所述炭池的进料口与所述催化剂回收装置的第二出料口相连； 所述炭池的出料口与所述第二干燥装置相连。
【文档编号】C07D307/50GK203807182SQ201320867727
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】唐一林, 江成真, 刘晓敏, 高绍丰, 栗昭争, 马军强, 张茜, 部先栋 申请人:济南圣泉集团股份有限公司