一種制取生物質(zhì)活性炭的磁式循環(huán)熱解器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制取生物質(zhì)活性炭的磁式循環(huán)熱解器，利用一個橫截面為矩形的圓形管道，在底部鋪設(shè)傳送帶來傳遞摻有鐵基催化的生物質(zhì)稻殼，稻殼在傳遞過程中經(jīng)過管道外部的燃燒室從而被熱解，隨后熱解產(chǎn)物中的氣體被抽氣泵抽走，經(jīng)過旋風(fēng)分離器，剩余氣體與空氣混合注入燃燒室，并在燃燒室內(nèi)燃燒，實現(xiàn)能源的循環(huán)利用。固體產(chǎn)物經(jīng)過頂端安放磁鐵的部分，鐵基催化劑被磁鐵回收，剩余固體經(jīng)過擋板被擋住，由頂端風(fēng)扇將其吹落在下部的灰槽中。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，固體循環(huán)路徑提高了稻殼的處理效率，氣體循環(huán)路徑提高了能源的利用效率，而且催化劑的回收大大的降低了成本。
【專利說明】一種制取生物質(zhì)活性炭的磁式循環(huán)熱解器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于熱解設(shè)備，具體涉及一種制取生物質(zhì)活性炭的磁式循環(huán)熱解器。

【背景技術(shù)】
[0002] 稻殼是重要的農(nóng)業(yè)廢棄物之一，僅中國每年就有約4000萬噸的產(chǎn)量。作為一種可 再生的生物質(zhì)資源，稻殼通常用作燃料直接燃燒以提供熱量，但利用品位相對較低。熱解是 目前生物質(zhì)研究的熱點技術(shù)之一，通過熱解，可以將稻殼轉(zhuǎn)化為高品位的可燃氣和易存儲、 運輸且能量密度高的活性炭，同時產(chǎn)生甲烷等可燃性氣體。
[0003] 活性炭是活性炭化工業(yè)的重要產(chǎn)品之一，其產(chǎn)量約占裝爐煤的3% -4%，其組成 極為復(fù)雜，多數(shù)情況下是由活性炭工業(yè)專門進行分離、提純后加以利用。活性炭各餾分進一 步加工，可分離出多種產(chǎn)品，如產(chǎn)物萘，可用來制取鄰苯二甲酸酐，供生產(chǎn)樹脂、工程塑料、 染料、油漆及醫(yī)藥用等。產(chǎn)物酚可生產(chǎn)合成纖維、工程塑料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、燃料中間體、炸藥 等?？梢娀钚蕴吭诠I(yè)中的應(yīng)用十分廣泛。
[0004] 專利1 :一種連續(xù)式生物質(zhì)活性炭的制備方法（申請?zhí)枺篊N201310408800. 2,申請 日期：2013-09-10):包括以下步驟：（1)活化：在超聲輔助下用磷酸對生物質(zhì)原料進行活 化；（2)微波加熱炭化：微波功率為500-800W，炭化時間為3-10min，即得活性炭粗品，同 時將反應(yīng)所得氣體導(dǎo)入含水的氣體吸收器；(3)水蒸汽吹掃洗滌和冷凝干燥：采用水蒸汽 對活性炭進行吹掃洗滌，后進入冷凝干燥器干燥，即得活性炭成品；(4)回收磷酸：收集氣 體吸收器中的吸收液以及步驟（3)中水蒸汽吹掃殘氣冷凝液，即為回收磷酸溶液。此設(shè)備 能耗較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且能源利用效率不高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種制取生物質(zhì)活性炭的磁式循環(huán)熱解器，通過固體循環(huán) 路徑提高了稻殼的處理效率，通過氣體循環(huán)路徑提高了能源的利用效率，而且催化劑的回 收大大的降低了成本。
[0006] 實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種用于制取生物質(zhì)活性炭的磁式循環(huán)熱 解器，包括進料器、熱解管道、燃燒室、磁鐵、傳送帶、風(fēng)扇、擋板、灰槽、點火裝置、氣路、抽氣 泵、旋風(fēng)分離器、空氣泵、燒嘴、排氣口；熱解管道為橫截面為矩形的環(huán)形管道，傳送帶設(shè)置 在熱解管道底面，用于傳送稻殼，熱解管道上依次設(shè)有進料器，燃燒室、氣路、磁鐵、風(fēng)扇、擋 板；燃燒室套在熱解管道外部，燃燒室上設(shè)有燒嘴、點火裝置和排氣口；磁鐵設(shè)置在熱解管 道頂面內(nèi)壁上；風(fēng)扇設(shè)置在熱解管道頂面內(nèi)壁，且靠近擋板，灰槽位于熱解管道的下方，氣 路與抽氣泵相連，抽氣泵再與旋風(fēng)分離器相連，旋風(fēng)分離器和空氣泵與燒嘴相連，由旋風(fēng)分 離器出來的氣體與空氣泵傳送的氣體同時進入燒嘴，并混合進入燃燒室。
[0007] 上述燃燒室位于進料器和氣路之間，為封閉的盒體，將熱解管道包裹在其中，燒嘴 設(shè)置在靠近進料器的一端，點火裝置靠近燒嘴，排氣口設(shè)置在靠近氣路的一端。
[0008] 上述風(fēng)扇下方的熱解管道上開有排料口，灰槽設(shè)置在排料口下方，灰槽的寬度大 于熱解管道寬度。
[0009] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點：（1)本發(fā)明提出了氣體和固體的循環(huán)系統(tǒng)， 稻殼熱解產(chǎn)生的氣體中主要含有活性炭、甲烷，其中甲烷為可燃性氣體，可通過氣路循環(huán)與 空氣混合共同注射到燃燒室中，提供熱解的能量，這樣大大節(jié)省了熱解所需要的能源；（2) 加入鐵基催化劑的稻殼由進料器進入傳送帶并形成自封，固體循環(huán)系統(tǒng)使設(shè)備能夠連續(xù)工 作，提高設(shè)備處理量，同時經(jīng)過磁鐵區(qū)域能吸附鐵基催化劑，并定期對其回收，降低了制取 成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1是磁式循環(huán)熱解器裝置主視圖。
[0011] 圖2是磁式循環(huán)熱解器裝置俯視剖面圖。

【具體實施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0013] 一種制取生物質(zhì)活性炭的磁式循環(huán)熱解器，利用一個橫截面為矩形的圓形管道， 在底部鋪設(shè)傳送帶來傳遞摻有鐵基催化的生物質(zhì)稻殼，稻殼在傳遞過程中經(jīng)過管道外部的 燃燒室從而被熱解，隨后熱解產(chǎn)物中的氣體被抽氣泵抽走，經(jīng)過旋風(fēng)分離器，剩余氣體與空 氣混合注入燃燒室，并在燃燒室內(nèi)燃燒，實現(xiàn)能源的循環(huán)利用。固體產(chǎn)物經(jīng)過頂端安放磁鐵 的部分，鐵基催化劑被磁鐵回收，剩余固體經(jīng)過擋板被擋住，由頂端風(fēng)扇將其吹落在下部的 灰槽中。
[0014] 以每小時處理32. 4m3活性炭為例：
[0015] 磁式循環(huán)熱解器的幾何特征參數(shù)為：熱解管道2整體長3000mm，寬1500mm ;熱解 管道2寬300_，高300mm ;燃燒室3長1500_，寬1500mm ;磁鐵4長500_，寬300_，高 IOCtam ;擋板 7 寬 300臟；灰槽 8 長 50Ctam,寬 20Ctam,高 lOOCtam。
[0016] 部件參數(shù)的典型配置如下：
[0017] (1)抽氣泵：離心風(fēng)機，流量500m3/h，壓頭350Pa，變頻調(diào)速；
[0018] (2)傳送帶驅(qū)動電機：三相異步電動機，轉(zhuǎn)速lr/min ;
[0019] (3)空氣泵：離心風(fēng)機，流量500m3/h，壓頭350Pa，變頻調(diào)速；
[0020] 關(guān)鍵操作參數(shù)如下：
[0021] Ikg稻殼，從25°C升到500°C所需的熱量約為500kJ。
[0022] 稻殼固定碳含量：17%
[0023] 稻殼熱解氣體中甲烷含量為：5%
[0024] 甲烷熱解：890. 31kJ/mol
[0025] 稻殼堆積密度：500kg/m3
[0026] 結(jié)合圖1和圖2, 一種用于制取生物質(zhì)活性炭的磁式循環(huán)熱解器，包括進料器1、熱 解管道2、燃燒室3、磁鐵4、傳送帶5、風(fēng)扇6、擋板7、灰槽8、點火裝置9、氣路10、抽氣泵11、 旋風(fēng)分離器12、空氣泵13、燒嘴14、排氣口 15。熱解管道2為橫截面為矩形的環(huán)形管道，傳 送帶5設(shè)置在熱解管道2底面，用于傳送稻殼，熱解管道2上依次設(shè)有進料器1，燃燒室3、 氣路10、磁鐵4、風(fēng)扇6、擋板7,燃燒室3套在熱解管道2外部，燃燒室3上設(shè)有燒嘴14、點 火裝置9和排氣口 15 ;磁鐵4設(shè)置在熱解管道2頂面內(nèi)壁上；風(fēng)扇6設(shè)置在熱解管道2頂 面內(nèi)壁，且靠近擋板7,灰槽8位于熱解管道2的下方。氣路10與抽氣泵11相連，抽氣泵 11再與旋風(fēng)分離器12相連，旋風(fēng)分離器12和空氣泵13再與燒嘴14相連，由旋風(fēng)分離器 12出來的氣體與空氣泵13傳送的氣體同時進入燒嘴14,并混合進入燃燒室3。
[0027] 燃燒室3位于進料器1和氣路10之間，為封閉的盒體，將熱解管道2包裹在其中， 燒嘴14設(shè)置在靠近進料器1的一端，點火裝置9靠近燒嘴14,排氣口 15設(shè)置在靠近氣路 10的一端。
[0028] 風(fēng)扇6下方的熱解管道2上開有排料口，灰槽8焊接在排料口上，灰槽8的寬度大 于熱解管道2寬度。
[0029] 擋板7與傳送帶5之間留有0. 5cm空隙，保證傳送帶5傳送的同時，防止稻殼灰通 過擋板7。
[0030] 工作過程：
[0031] 摻有鐵基催化劑的稻殼熱解后的產(chǎn)物主要包括活性炭和甲烷，活性炭收集后可用 于工業(yè)利用，甲烷氣體通過噴射器14進入燃燒室3,作為下次熱解的能量源。
[0032] 傳送帶5轉(zhuǎn)動，將摻有鐵基催化劑的稻殼放入進料器1，稻殼落入熱解管道2中的 傳送帶5上并隨著傳送帶5轉(zhuǎn)動，系統(tǒng)形成封閉狀態(tài)；稻殼先經(jīng)過燃燒室3,燃燒室3內(nèi)甲烷 燃燒提供的熱量將稻殼熱解，熱解產(chǎn)物離開燃燒室3,抽氣泵11通過氣路10將氣體產(chǎn)物抽 出，氣體產(chǎn)物經(jīng)過旋風(fēng)分離器12,旋風(fēng)分離器12將活性炭分離出來，剩余氣體進入燒嘴14， 同時空氣泵13注入空氣，并在燒嘴中預(yù)混后注入燃燒室中，由點火裝置9點燃，燃燒后的氣 體由15排除；熱解固體產(chǎn)物經(jīng)過磁鐵4,磁鐵4將鐵基催化劑回收，剩余固體產(chǎn)物經(jīng)過擋板 7被擋住，頂部風(fēng)扇6將其吹落在灰槽8中。
[0033] 本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，固體循環(huán)路徑提高了稻殼的處理效率，氣體循環(huán)路徑 提高了能源的利用效率，而且催化劑的回收大大的降低了成本。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于制取生物質(zhì)活性炭的磁式循環(huán)熱解器，其特征在于：包括進料器（1)、熱解 管道（2)、燃燒室（3)、磁鐵（4)、傳送帶（5)、風(fēng)扇（6)、擋板（7)、灰槽（8)、點火裝置（9)、氣 路（10)、抽氣泵（11)、旋風(fēng)分離器（12)、空氣泵（13)、燒嘴（14)、排氣口（15);熱解管道（2) 為橫截面為矩形的環(huán)形管道，傳送帶（5)設(shè)置在熱解管道（2)底面，用于傳送稻殼，熱解管 道（2)上依次設(shè)有進料器（1)，燃燒室（3)、氣路（10)、磁鐵（4)、風(fēng)扇（6)、擋板（7);燃燒室 (3 )套在熱解管道（2 )外部，燃燒室（3 )上設(shè)有燒嘴（14)、點火裝置（9 )和排氣口（ 15 );磁鐵 (4)設(shè)置在熱解管道（2)頂面內(nèi)壁上；風(fēng)扇（6)設(shè)置在熱解管道（2)頂面內(nèi)壁，且靠近擋板 (7)，灰槽（8)位于熱解管道（2)的下方，氣路（10)與抽氣泵（11)相連，抽氣泵（11)再與旋 風(fēng)分離器（12)相連，旋風(fēng)分離器（12)和空氣泵（13)與燒嘴（14)相連，由旋風(fēng)分離器（12) 出來的氣體與空氣泵（13)傳送的氣體同時進入燒嘴（14)，并混合進入燃燒室（3)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制取生物質(zhì)活性炭的磁式循環(huán)熱解器，其特征在于：上 述燃燒室（3)位于進料器（1)和氣路（10)之間，為封閉的盒體，將熱解管道（2)包裹在其中， 燒嘴（14)設(shè)置在靠近進料器（1)的一端，點火裝置（9)靠近燒嘴（14)，排氣口（ 15)設(shè)置在 靠近氣路（10)的一端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制取生物質(zhì)活性炭的磁式循環(huán)熱解器，其特征在于：上 述風(fēng)扇（6 )下方的熱解管道（2 )上開有排料口，灰槽（8 )設(shè)置在排料口下方，灰槽（8 )的寬 度大于熱解管道（2)寬度。
【文檔編號】C01B31/08GK104211060SQ201410441227
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月1日
【發(fā)明者】王文舉, 張鵬 申請人:南京理工大學(xué)