一种制备木糖联产活性炭的方法和设备的制造方法_4

文档序号:8425985阅读:来源:国知局
二出料口相连的水洗装置;
[0093] 进料口与所述水洗装置出料口相连的第二干燥装置;
[0094] 进料口与所述第二干燥装置出料口相连的粉碎装置。
[0095] 本发明提供的制备木糖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 被输送至所述物料混合装置,继续用于活性炭的制备。在本发明中,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。 本发明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。
[0096] 在本发明的实施例中,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,所述催化剂回收为酸回收,所述酸回收的具体过程如下:
[0097] 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 本发明中,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。 [0098] 在本发明的实施例中,当所述催化剂回收装置为过滤机时,本发明优选将所述活 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。本发明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。
[0099] 在本发明的实施例中,当所述催化剂回收装置为离心机时,本发明优选将所述活 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。本发明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。
[0100] 在本发明的实施例中,所述制备木糖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。在本发明的实施例中,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;在本发明另外 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。在本发明的实施例中,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。
[0101] 在本发明的实施例中,所述制备木糖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。在本发明的实施例中,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。本发明向所述流 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。在本发明的实施 例中,所述高温热风的温度可以为80°c~200°C,在本发明另外的实施例中,所述高温热风 的温度还可以为l〇〇°C~180°C。
[0102] 在本发明的实施例中,所述第二干燥装置还可以包括第一分离装置和第二收集装 置,所述第一分离装置的进料口与所述流化床干燥炉的出料口相连,所述第一分离装置的 出料口与所述第一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。
[0103] 在本发明的实施例中,所述制备木糖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。在本发明的实施例中,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;
[0104] 进料口与所述粉碎机出料口相连的分离器;
[0105] 进料口与所述分离器出料口相连的收集器。
[0106] 本发明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。在本发明 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。
[0107] 为了能够将得到的活性炭作为市售商品出售,本发明将粉碎后得到的活性炭进行 包装,在本发明的实施例中,所述制备木糖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。
[0108] 参见图1,图1为本发明实施例提供的制备木糖联产活性炭的设备的结构示意图。
[0109] 下面结合图1所示的设备,对本发明提供的制备木糖联产活性炭的方法进行阐 述:
[0110] 本发明将生物质原料由所述生物质原料进料装置输送至第第一物料混合装置,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木糖反 应器中,进行水解反应,得到木糖和木糖渣;所述木糖被输送至所述木糖精制装置中进行精 制,得到木糖商品;得到的木糖渣在木糖渣储存装置中进行储存,将木糖渣储存装置中的木 糖渣输送至第一干燥装置中进行干燥,得到重量含水量在20wt%以下的木糖渣;再将所述 重量含水量在20wt%以下的木糖渣输送至过滤装置中进行粉碎和筛选,得到过6目~16目 的木糖渣颗粒;再将所述木糖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,将木糖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设备进行炭化活化,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,回收到的酸液通过物料混合装置的第三进料口输送至物 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,本发明将所述粉碎装 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。
[0111] 本发明提供了一种制备木糖联产活性炭的方法,包括以下步骤:将生物质原料进 行水解,得到木糖和木糖渣;将所述木糖渣在催化剂的作用下进行炭化活化,得到活性炭。 本发明提供的制备木糖联产活性炭的方法以生物质原料制备得到木糖后的木糖渣为原料, 采用化学法制备得到活性炭。与现有技术相比,本发明采用木糖渣为原料,在制备得到木糖 的同时,实现了对这些木糖渣的回收利用,避免了直接排放木糖渣对环境的污染,具有较高 的环保价值;而且,本发明提供的方法进行活性炭的制备,具有巨大的经济效益,以制备1 吨木糖为例,现有技术制备1吨木糖后,剩余的木糖渣没有任何经济效益,本发明提供的方 法会同时联产得到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,而本发明是采用废弃的木糖渣为 原料,没有原料成本,还带来了活性炭的效益。
[0112] 为了进一步说明本发明,下面结合实施例对本发明提供的制备木糖联产活性炭的 方法和设备进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
[0113] 在下述实施例中,采用图1所示结构的设备制备得到木糖和活
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