一种用于垃圾焚烧烟气中二噁英吸附的活性炭及其制备方法与流程

文档序号:28111838发布日期:2021-12-22 14:08阅读:90来源:国知局

1.本发明涉及吸附材料技术领域,特别是一种用于垃圾焚烧烟气中二噁英吸附的活性炭及其制备方法。


背景技术:

2.二噁英,是一种无色无味、毒性很大的脂溶性物质,性质非常稳定,熔点较高,极难溶于水,非常容易在生物体内积累,对人体危害很大。
3.二噁英多产生于生活垃圾的焚烧,需要对焚烧烟气进行处理,否则会造成二次污染。而活性炭拥有巨大的比表面积和独特的孔径结构,多用于吸收各种污染物,也是去除二噁英的吸附材料。市场上一般通过活性炭喷嘴喷射活性炭,再进行捕捉收集,对活性炭的颗粒大小具有一定的要求。活性炭在和烟气接触过程中进行吸附,但活性炭属于可燃物,高温的烟气会使活性炭燃烧。


技术实现要素:

4.本发明的目的在于提供一种用于垃圾焚烧烟气中二噁英吸附的活性炭及其制备方法,解决上述问题。
5.为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种用于垃圾焚烧烟气中二噁英吸附的活性炭的制备方法,包括以下步骤:s1、将煤粉、水、催化剂和煤焦油混合,进行搅拌,形成煤颗粒;s2、将煤颗粒放至炉中进行升温干燥,形成活性炭;s3、将活性炭放至惰性气体内,进行冷却,并进行研磨粉碎活性炭;s4、将粉碎后的活性炭颗粒依次放入酸性化合物和碱性化合物中,进行洗涤;s5、将洗涤后的活性炭颗粒取出,进行风选分离。
6.进一步,所述煤粉包括无烟煤、贫煤和弱粘煤的一种或多种。
7.进一步,所述步骤s3中需要将活性炭进行研磨粉碎的装置,包括有机体,所述机体内设有向上贯穿的工作腔,所述机体上安装有可拆卸连接的密封盖,所述工作腔侧壁上安装有电机,所述电机的输出轴上连接有用于粉碎活性炭的研磨装置,所述工作腔侧壁沿所述电机的输出轴轴向转动安装有转轴,所述转轴和所述研磨装置连接;所述机体内设有排料管回流管,所述排料管一端贯穿所述机体,所述排料管另一端伸入所述工作腔底壁,所述排料管于所述工作腔内连接有漏斗,所述漏斗位于所述研磨装置下方。
8.进一步,所述研磨装置包括研磨块,所述研磨块和所述转轴、所述电机连接,所述研磨块内设有研磨腔,所述研磨块设有沿所述转轴径向贯穿的通孔,所述研磨腔内设有滚球,所述滚球直径大于所述通孔直径。
9.进一步,所述研磨块于所述通孔处设有虑孔,所述虑孔直径小于所述通孔直径。
10.进一步,所述工作腔底壁安装有固定连接的液压杆,所述液压杆和所述漏斗外壁连接,所述漏斗下端固定连接有伸缩管,所述伸缩管和所述排料管连接。
11.进一步,所述漏斗内放置有碾压球,所述碾压球直径大于所述漏斗下端出口直径,所述液压杆向上伸出,所述研磨块的所述通孔朝向上方时,所述研磨块和所述碾压球滚动配合。
12.进一步,所述密封盖上端面设有风机,所述排料管上固定连接有回流管,所述回流管和所述风机可拆卸连接,所述风机上连接有进料管道,所述进料管道下端贯穿所述密封盖,所述进料管道上端伸出所述风机。
13.进一步,所述碱性化合物选用氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙的一种或几种,所述碱性化合物用于中和所述酸性化合物,所述活性炭经过所述碱性化合物洗涤后用纯净水洗涤至无残留。
14.与现有技术相比,本发明的有益效果是:通过所述催化剂和所述煤粉在炉中进行升温反应接触,从而控制生成的活性炭孔径大小分布集中,增大对二噁英的吸附作用,提高了吸附率,通过所述酸性化合物和所述碱性化合物的洗涤,从而控制所述活性炭内的杂质含量,从而减少所述活性炭因高温而造成不可控的外部影响;同时通过风选分离,能够合适得挑选出适用于喷嘴喷射的活性炭粉末,满足工作需求。
附图说明
15.图1为本发明一实施例的流程方框示意图。
16.图2为本发明一实施例的研磨装置整体结构示意图;图3为本发明一实施例的研磨装置中工作腔剖面结构示意图;图4为本发明一实施例的研磨装置工作状态剖面结构示意图;图5为本发明一实施例的研磨装置中研磨块剖面结构示意图。
17.图中:11、密封盖;12、风机;13、进料管道;21、机体;22、回流管;24、工作腔;25、风扇;31、隔板;32、排料口;41、研磨块;42、连接轴;43、电机;44、虑孔;45、研磨腔;46、通孔;51、漏斗;52、伸缩管 ;53、液压杆;54、碾压球。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
19.请参阅图1,本发明提供一种用于垃圾焚烧烟气中二噁英吸附的活性炭的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:s1、将煤粉、水、催化剂和煤焦油混合,所述煤焦油作为粘合剂,形成煤颗粒,所述煤粉包括无烟煤、贫煤和弱粘煤的多种,无烟煤、贫煤和弱粘煤按1:3:10的比例混合,通过碾压将无烟煤、贫煤或弱粘煤进行磨碎成细小颗粒,形成煤粉,所述煤粉与所述水、所述催化剂以及所述煤焦油进行搅拌混合均匀,形成混合的煤颗粒;s2、将煤颗粒放至碳化炉中,进行升温干燥,在500℃的温度下碳化3到5个小时,将煤颗粒进行固化形成活性炭;s3、形成活性炭后通入惰性气体,通过惰性气体进行保护,从而进行活性炭的冷
却,使其降温至100℃,降温后进行研磨粉碎活性炭,将活性炭粉碎至细小颗粒,用于吸附二噁英;s4、将粉碎后的活性炭颗粒依次放入酸性化合物和碱性化合物中,降温后的活性炭放入无机酸中进行洗涤,可选用浓度为1.10 20% 6mol/l的稀盐酸在100℃的状态下搅拌加热,而后进行流动冲洗工作,酸洗后的活性炭通过碱性化合物进行冲洗,直到活性炭ph值呈中性;s5、将洗涤后的活性炭颗粒取出,进行干燥处理,干燥后的活性炭进行风选分离,选择合适大小的活性炭颗粒,满足喷嘴喷射活性碳颗粒的要求。
20.所述活性炭用于吸附焚烧烟气中的二噁英,需要控制活性炭本身的微孔孔隙大小,所述活性炭孔隙大小用于吸附二噁英,所述催化剂包括所述碳酸钠、碳酸铵、碳酸钾、硝酸铁中的一种或多种,所述催化剂和所述煤粉、所述煤焦油以及所述水混合反应,从而影响微孔孔径的大小。
21.所述碱性化合物选用氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙的一种或几种,所述碱性化合物用于中和所述酸性化合物。
22.所述活性炭经过所述碱性化合物洗涤后用纯净水洗涤至无残留。
23.所述活性炭中的颗粒,在降温过程中所述活性炭容易和空气发生反应,形成其他化合物,所述惰性气体为氮气,通过所述氮气隔绝活性炭和空气的反应,保证活性炭的纯度。
24.用于研磨粉碎的装置包括机体21,所述机体21内设有向上贯穿的工作腔24,所述机体21上安装有可拆卸连接的密封盖11,所述密封盖11和所述机体21可分离,分离后可对所述工作腔24内部进行处理,所述工作腔24侧壁上固定安装有电机43,所述电机43的输出轴上连接有用于粉碎活性炭的研磨装置,通过所述电机43进行驱动所述研磨装置进行工作,所述工作腔24侧壁沿所述电机43的输出轴轴向转动安装有转轴42,所述转轴42和所述研磨装置连接,所述转轴42配合所述电机43的输出轴进行;所述机体21内设有排料管23,所述排料管23一端贯穿所述机体21,具有开口,所述排料管23另一端伸入所述工作腔24底壁,所述排料管23于所述工作腔24内连接有漏斗51,所述漏斗51位于所述研磨装置下方,通过所述漏斗51进行收集工作,并通过所述排料管23排出机体21,从而方便进行收集工作。
25.所述研磨装置用于进行活性炭的研磨工作,所述研磨装置包括研磨块41,所述研磨块41和所述转轴42、所述电机43连接,通过所述电机43进行驱动所述研磨块41转动,所述研磨块41内设有研磨腔45,所述研磨腔45呈球形,所述研磨块41设有沿所述转轴42径向贯穿的通孔46,所述通孔46用于投放和排出活性炭,所述通孔46位于所述研磨块41的中心正上方,所述研磨腔45内设有滚球47,所述滚球47选用高质量高密度材料,所述滚球47直径大于所述通孔46直径,所述滚球47直径小于所述研磨腔45直径,通过所述电机43驱动所述研磨块41交替正常转,从而给所述滚球47提供加速度,使所述滚球47活动挤压活性炭。
26.如所述图5所示,所述通孔46呈倒锥形,方便投入活性炭,所述研磨块41于所述通孔46处设有虑孔44,所述虑孔44呈圆周状分布于所述通孔46周围,所述虑孔44直径小于所述通孔46直径,使活性炭无妨从所述虑孔内进入,需要排放活性炭粉末时,旋转所述研磨块41,使所述通孔46竖直向下,所述滚球47堵住所述通孔后,活性炭从所述虑孔44处排出。
27.所述漏斗51位于所述研磨块41的正下方,当活性炭研磨后需要排放时,通过所述
漏斗51进行收集,所述工作腔24底壁安装有固定连接的液压杆53,所述液压杆53和所述漏斗51外壁连接,所述漏斗51下端固定连接有伸缩管52,所述伸缩管52和所述排料管23连接,通过所述液压杆53进行控制所述漏斗51的上下移动,从而使漏斗靠近或远离所述研磨块41,方便进行收集。
28.而所述研磨块41在摆动旋转过程中会有部分颗粒较大的活性炭从所述通孔46处漏出,所述漏斗51内不仅有活性炭粉末还有较大颗粒,所述漏斗51内放置有碾压球54,所述碾压球54直径大于所述漏斗51下端出口直径,通过所述碾压球54碾压处于所述漏斗51中的活性炭,所述液压杆53向上伸出,所述研磨块41的所述通孔46朝向上方时,所述研磨块41和所述碾压球54滚动配合,所述研磨块41选用球形,通过所述研磨块41抵接所述碾压球54,从而使所述研磨块41在转动的过程中带动所述碾压球54滚动,从而碾压活性炭。
29.所述密封盖11上端面设有风机12,所述风机12上连接有进料管道13,所述进料管道13下端贯穿所述密封盖11,所述进料管道13上端伸出所述风机12,用于往所述机体21进行投放活性炭,所述漏斗51收集的活性炭颗粒大小不一,一般需要多次研磨,所述排料管23上固定连接有回流管22,所述回流管22固定于所述机体21的外壁上,所述回流管22和所述密封盖11可拆卸连接,所述风机12工作时,所述排料管23出口密封,所述风机12将所述回流管22内的活性炭抽动,将所述回流管22底部的活性炭抽至上方并将活性炭从所述进料管道13投放到所述工作腔24内。
30.工作状态将密封盖11安装于机体21上端,将回流管22和风机12连接,研磨块41的通孔46朝向上方,进料管道13位于通孔46上方,排料管23出口密封。液压杆53启动,液压杆53带动漏斗51向上移动,漏斗51带动碾压球54向上移动,碾压球54和研磨块41下端抵接 。将活性炭从进料管道13投入,活性炭经进料管道13落入研磨腔45内,电机43启动,电机43正反转交替,且转动角度小于90度,电机43的输出轴带动研磨块41正反转交替,滚球47在研磨块41的作用下靠惯性摆动,滚球47在研磨腔45内往复移动并挤压活性炭。研磨块41转动带动碾压球54在漏斗51内滚动,碾压球54碾压落在漏斗51内周面上的活性炭。电机43正反转交替n次后,转动180度,使研磨腔45的通孔46开口朝下,电机43降低转速并继续正反转交替,转动角度小于90度,此时,滚球47堵住通孔,活性炭粉末仅能从虑孔44处落下落到漏斗51内。电机43和漏斗51恢复初始状态,研磨块41和碾压球54抵接,漏斗51内的活性炭粉末经伸缩管52落到回流管22内,风机12工作,回流管22下方的活性炭粉末移动到风机12处,风机12吹动活性炭经进料管道13重新落入研磨腔45内。重复多次后,电机43工作,使研磨块41的通孔46开口向下,漏斗51向下移动,风机12关闭,将排料管23打开,从排料管处排出23处排出活性炭颗粒。
31.对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
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