一种基于制备高品质载铁活性炭的制备系统

本技术属于生物炭制备，尤其涉及一种基于制备高品质载铁活性炭的制备系统。

背景技术：

1、目前：生物炭是生物质原料(包括植物根茎、作物秸秆、木屑、动物骨头、动物粪便等有机垃圾)经热裂解之后得到的一种富碳物质，具有比表面积大、含氧官能团多，化学和生物学稳定性高等特点，是当前环境污染修复材料的研究热点之一。生物炭还可通过化学或物理活化制备成活性炭，进一步提升其比表面积。然而，普通的生物炭仅能满足常见的物理吸附，而进一步制备的活性炭也无法显著增加特殊官能团数量和化学吸附点位，导致对于特定的尤其是吸附机制主要为化学吸附和氧化还原反应的污染物(如重金属)无法取得很好的吸附效果。因此，如何获得一种比表面积大、特殊官能团数量和化学吸附点位多的生物炭材料，对于环境污染修复领域的研究具有十分重要的意义。

2、铁锈是自然界常见的废弃物质，利用铁锈改变生物炭官能团、提升特殊官能团数量和化学吸附点位，既可实现废弃物资源化，将炭材料应用于环境污染物去除，也可起到“以废制废”的效果。此外，现有活性炭生产技术中，炭化炉由燃气炉提供热源，后续活化所需的能源也需要大型锅炉来提供。炭化炉和活化炉排出的尾气中含有大量热量和挥发分物质及有害物质，若不实施有效处理，直接排入大气会造成环境污染，同时也会造成热量的浪费。因此，在生产高品质活性炭的基础上实现环境污染控制和热量回收利用对活性炭产业发展具有实际指导意义。

3、通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

4、现有活性炭生产技术中，炭化炉由燃气炉提供热源，后续活化所需的能源也需要大型锅炉来提供，炭化炉和活化炉排出的尾气中含有大量热量和挥发分物质及有害物质，若不实施有效处理，直接排入大气会造成环境污染，同时也会造成热量的浪费。

5、解决以上问题及缺陷的难度为：现有工艺技术无法兼顾生物炭比表面积、特殊官能团数量和化学吸附点位提升，以及尾气余热回收。

6、解决以上问题及缺陷的意义为：既生产高品质活性炭，又实现尾气余热回收，节约能源，对活性炭产业发展具有实际指导意义。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种基于制备高品质载铁活性炭的制备系统。

2、本实用新型是这样实现的，一种基于制备高品质载铁活性炭的制备系统设置有：

3、炭化回转炉、活化回转炉和改性回转炉；

4、所述炭化回转炉和活化回转炉之间通过自动输料管依次连接有生物炭储料箱和活化搅拌罐，所述活化回转炉和改性回转炉之间通过自动输料管依次连接有活性炭储料箱和改性搅拌罐；

5、所述炭化回转炉通过尾气管道与双旋风除尘器连接，所述双旋风除尘器通过管道和第一气阀与第一冷凝装置连接，所述活化回转炉通过管道和第四气阀与第二冷凝装置连接。

6、进一步，所述改性回转炉内壁螺旋设置的中空传热火管与第二冷凝装置连接。

7、进一步，所述双旋风除尘器通过管道和第二气阀与活化回转炉内壁螺旋设置的中空传热火管连接

8、进一步，所述活化回转炉的中空传热火管通过管道和第三气阀与改性回转炉的中空传热火管连接。

9、进一步，所述第一冷凝装置和第二冷凝装置均设置有一级冷凝器和二级冷凝器。

10、进一步，所述炭化回转炉内部设置有螺旋式电热管，所述炭化回转炉内壁均匀设置有若干挡板。

11、结合上述的技术方案和解决的技术问题，本实用新型所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：

12、本实用新型第一冷凝装置和第二冷凝装置可以收集炭化尾气中的可冷凝有机物(即生物油)，防止环境污染。

13、本实用新型在炭化炉中使用螺旋式电热管直接加热，确保生物质原料受热均匀，进而保障生物炭品质均匀。

14、本实用新型通过中空传热火管实现活化与改性供热，实现尾气热量回用，节约能源至少60％。

技术特征：

1.一种基于制备高品质载铁活性炭的制备系统，其特征在于，设置有：

2.如权利要求1所述的基于制备高品质载铁活性炭的制备系统，其特征在于，所述改性回转炉内壁螺旋设置的中空传热火管与第二冷凝装置连接。

3.如权利要求1所述的基于制备高品质载铁活性炭的制备系统，其特征在于，所述双旋风除尘器通过管道和第二气阀与活化回转炉内壁螺旋设置的中空传热火管连接。

4.如权利要求1所述的基于制备高品质载铁活性炭的制备系统，其特征在于，所述活化回转炉的中空传热火管通过管道和第三气阀与改性回转炉的中空传热火管连接。

5.如权利要求1所述的基于制备高品质载铁活性炭的制备系统，其特征在于，所述第一冷凝装置和第二冷凝装置均设置有一级冷凝器和二级冷凝器。

6.如权利要求1所述的基于制备高品质载铁活性炭的制备系统，其特征在于，所述炭化回转炉内部设置有螺旋式电热管，所述炭化回转炉内壁均匀设置有若干挡板。

技术总结
本技术属于生物炭制备技术领域，公开了一种基于制备高品质载铁活性炭的制备系统，炭化回转炉和活化回转炉之间通过自动输料管依次连接有生物炭储料箱和活化搅拌罐，活化回转炉和改性回转炉之间通过自动输料管依次连接有活性炭储料箱和改性搅拌罐；炭化回转炉通过尾气管道与双旋风除尘器连接，双旋风除尘器通过管道和第一气阀与第一冷凝装置连接，活化回转炉通过管道和第四气阀与第二冷凝装置连接。本技术第一冷凝装置和第二冷凝装置可以收集炭化尾气中的可冷凝有机物，防止环境污染；在炭化炉中螺旋式电热管直接加热，确保生物质原料受热均匀，保障生物炭品质均匀；通过中空传热火管实现活化与改性供热，实现尾气热量回用，节约能源。

技术研发人员：李辉,江世林,黄忠良,吴子剑,张轩,覃晓莉,黄兢,谭梦娇
受保护的技术使用者：湖南省林业科学院
技术研发日：20230621
技术公布日：2024/1/15