一种载铁活性炭、制备方法、系统、控制方法及应用

1.本发明属于活性炭技术领域，尤其涉及一种载铁活性炭、制备方法、系统、控制方法及应用。


背景技术：

2.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。
3.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。
4.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
5.(1)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。
6.(2)现有活性炭生产技术中，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。
7.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。
8.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。


技术实现要素：

9.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种载铁活性炭、制备方法、系统、控制方法及应用。
10.本发明是这样实现的，一种载铁活性炭的制备方法，所述载铁活性炭的制备方法
包括以下步骤：
11.步骤一，将生物质原料经600-800℃炭化得到生物炭；
12.步骤二，按生物炭质量(g)：活化剂体积(ml)＝1：1的比例混合搅拌，经400-800℃加热活化得到活性炭；
13.步骤三，按活性炭质量(g)：改性剂体积(ml)＝1：1的比例混合搅拌，经100-500℃加热改性得到载铁活性炭。
14.进一步，步骤二中，所述活化剂为koh溶液。
15.进一步，所述koh溶液的浓度为1-5mol/l。
16.进一步，步骤三中，所述改性剂为铁源和丙酮混配溶液；其中，所述铁源质量(g)：丙酮体积(ml)＝(2-4)：5。
17.进一步，所述铁源由铁锈和无机铁盐组成，铁锈：无机铁盐质量比为5：(0.1-0.5)，所述无机铁盐包括但不限于fecl2、fecl3、fe(no3)2和fe(no3)3等。
18.进一步，所述载铁活性炭的制备方法，还包括炭材料吸附性能验证，包括：
19.(1)按照炭材料与含cr(vi)水溶液的质量体积比为1g：1l，称取两份制备的炭材料，分别加入100ml浓度为100mg/l的含cr(vi)水溶液中，混合均匀；
20.(2)于转速为150rpm、温度为25℃下进行恒温振荡处理24h，完成对含cr(vi)水溶液的处理；
21.(3)振荡处理结束后，静置沉淀，取上清液用icp-oes测定总铬的浓度，并以此计算出炭材料对铬的吸附量。
22.本发明的另一目的在于提供一种应用所述的载铁活性炭的制备方法的载铁活性炭的制备系统，所述载铁活性炭的制备系统包括：炭化回转炉，活化回转炉，改性回转炉，第一冷凝装置，第二冷凝装置，第一气阀，第二气阀，第三气阀和第四气阀。炭化回转炉通过自动输料管与生物炭储料箱连接，通过管道与双旋风除尘器连接。双旋风除尘器通过管道与第一冷凝装置连接。活化搅拌罐通过自动输料管与活化回转炉连接。双旋风除尘器通过管道与活化回转炉内中空传热火管连接。活化回转炉通过自动输料管与活性炭储料箱连接，通过管道与第二冷凝装置连接。改性搅拌罐通过自动输料管与改性回转炉连接。活化回转炉中空传热火管通过管道与改性回转炉中空传热火管连接。改性回转炉中空传热火管通过管道与第二冷凝装置连接。
23.进一步，所述载铁活性炭的制备系统的控制方法法，包括：
24.(1)生物质原料在炭化回转炉进行炭化反应，炭化回转炉内部设螺旋式电热管提供炭化所需热量，采用内置电热管加热的方式有助于生物质充分受热，沿内壁均匀设置挡板也有助于旋转时生物质原料充分分散继而均匀受热；
25.(2)炭化回转炉通过自动输料管与生物炭储料箱连接，炭化完成后生物炭进入储料箱，随后加入活化搅拌罐中按设定比例与活化剂混合搅拌备用；炭化回转炉通过管道与双旋风除尘器连接，双旋风除尘器用于去除炭化尾气中的粉尘颗粒物；
26.(3)双旋风除尘器通过管道与第一冷凝装置连接，未进行活性炭生产时，第一气阀开启，第二气阀关闭，炭化尾气经过第一冷凝装置后排出，第一冷凝装置作用为收集炭化尾气中的可冷凝有机物，即生物油；
27.(4)当活性炭生产同时进行时，第一气阀关闭，第二气阀开启，活化搅拌罐通过自
动输料管与活化回转炉连接，用于加入搅拌后的生物炭；
28.(5)沿活化回转炉内壁螺旋设置中空传热火管，双旋风除尘器通过管道与火管连接，炭化尾气经过火管起到提供活化所需热量的作用；活化回转炉通过转速调节实现活化时间控制，尾部通过自动输料管与活性炭储料箱连接，活化完成后活性炭进入储料箱，加入改性搅拌罐按设定比例与改性剂混合搅拌备用；
29.(6)活化回转炉通过管道与第二冷凝装置连接，未进行载铁活性炭生产时，第四气阀开启，第三气阀关闭，炭化尾气经过第二冷凝装置后排出，第二冷凝装置作用为收集炭化尾气中的可冷凝有机物，即生物油；
30.(7)当载铁活性炭生产同时进行时，第四气阀关闭，第三气阀开启，改性搅拌罐通过自动输料管与改性回转炉连接，用于加入搅拌后的活性炭；沿改性回转炉内壁螺旋设置中空传热火管，活化回转炉的火管通过管道与改性回转炉的火管连接，炭化尾气经过火管起到提供改性所需热量的作用；
31.(8)改性回转炉的火管通过管道与第二冷凝装置连接，炭化尾气经过第二冷凝装置后排出，第二冷凝装置作用为收集炭化尾气中的可冷凝有机物，即生物油；改性回转炉通过转速调节实现改性时间控制，尾部设置出料管，用以运输收集成品载铁活性炭。
32.本发明的另一目的在于提供一种应用所述的载铁活性炭的制备方法制备得到的载铁活性炭。
33.本发明的另一目的在于提供一种所述的载铁活性炭在制备环境污染修复材料中的应用。
34.结合上述的技术方案和解决的技术问题，本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
35.本发明提供的载铁活性炭的制备方法，使用丙酮混配铁源，可使铁源与活性炭充分混合，确保制备的载铁活性炭的品质，且改性过程中挥发出的丙酮经冷凝收集，不会污染环境。本发明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。本发明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％。
36.本发明采用两级冷凝器收集炭化尾气中的可冷凝有机物(即焦油)，防止环境污染，是一种环境友好型发明。在已实施例中，本发明制备的载铁活性炭的比表面积最多约为原始生物炭的75.40倍，最多约为普通活性炭的2.15倍。对水溶液中铬的吸附能力显著增强，当铬的初始浓度为100mg/l时，对水体中铬的吸附量最大约为原始生物炭的147.33倍，最大约为普通活性炭的2.48倍。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1是本发明实施例提供的载铁活性炭的制备方法流程图。
39.图2是本发明实施例提供的载铁活性炭的制备系统结构示意图。
具体实施方式
40.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
41.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种载铁活性炭、制备方法、系统、控制方法及应用，下面结合附图对本发明作详细的描述。
42.本发明的一种优选实施例具体为：
43.炭化过程：生物质原料首先在炭化回转炉中进行炭化反应。炭化回转炉内设有螺旋式电热管，通过内置电热管提供炭化所需的热量。在炭化过程中，生物质原料经过高温处理，转化为生物炭。这种加热方式使得生物质原料能够充分受热，同时沿内壁均匀设置挡板有助于生物质原料旋转时的充分分散和均匀受热。
44.活化过程：生物炭与活化剂(koh溶液)按照一定比例混合搅拌后，进入活化回转炉，活化回转炉内壁螺旋设置中空传热火管，而双旋风除尘器通过管道与火管连接。炭化尾气通过火管提供活化所需的热量。活化回转炉的转速可以调节以控制活化时间。在活化过程中，通过加热和活化剂的作用，生物炭被激活成为具有较高孔隙度和比表面积的活性炭。
45.改性过程：活性炭与改性剂(无机铁盐和丙酮混配溶液)按照一定比例混合搅拌后，进入改性回转炉。改性回转炉内壁螺旋设置中空传热火管，而活化回转炉的火管通过管道与改性回转炉的火管连接。炭化尾气通过火管提供改性所需的热量。改性回转炉的转速可以调节以控制改性时间。在改性过程中，通过加热和改性剂的作用，活性炭被改性并负载了铁元素，形成载铁活性炭。
46.如图1所示，本发明实施例提供的载铁活性炭的制备方法包括以下步骤：
47.s101，将生物质原料经600-800℃炭化得到生物炭；
48.s102，按生物炭质量(g)：活化剂体积(ml)＝1：1的比例混合搅拌，经400-800℃加热活化得到活性炭；
49.s103，按活性炭质量(g)：改性剂体积(ml)＝1：1的比例混合搅拌，经100-500℃加热改性得到载铁活性炭。
50.下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。
51.实施例1
52.本发明提出一种高品质载铁活性炭的制备方法，具体而言，生物质原料经600-800℃炭化得到生物炭，随后按生物炭质量(g)：活化剂体积(ml)＝1：1的比例混合搅拌，经400-800℃加热活化得到活性炭，继续按活性炭质量(g)：改性剂体积(ml)＝1：1的比例混合搅拌，经100-500℃加热改性得到载铁活性炭。上述内容中，活化剂为koh溶液(浓度为1-5mol/l)，改性剂为铁源和丙酮混合而成，铁源质量g：丙酮体积ml为(2-4)：5。铁源由铁锈和无机铁盐组成，铁锈与无机铁盐质量比为5：(0.1-0.5)，无机铁盐包括但不限于fecl2、fecl3、fe(no3)2和fe(no3)3等。
53.基于上述制备方法提出一种制备系统，如图2所示：炭化回转炉1，活化回转炉2，改性回转炉3，第一冷凝装置4，第二冷凝装置5，第一气阀6，第二气阀7，第三气阀8，第四气阀9。
54.本发明的制备系统工作原理为：生物质原料在炭化回转炉1进行炭化反应，炭化回
转炉1内部设螺旋式电热管提供炭化所需热量，采用内置电热管加热的方式有助于生物质充分受热，沿内壁均匀设置挡板也有助于旋转时生物质原料充分分散继而均匀受热。炭化回转炉1通过自动输料管与生物炭储料箱连接，炭化完成后生物炭进入储料箱，随后加入活化搅拌罐中按设定比例与活化剂混合搅拌备用。炭化回转炉1通过管道与双旋风除尘器连接，双旋风除尘器用于去除炭化尾气中的粉尘颗粒物。双旋风除尘器通过管道与第一冷凝装置4连接，未进行活性炭生产时，第一气阀6开启，第二气阀7关闭，炭化尾气经过第一冷凝装置4后排出，第一冷凝装置4作用为收集炭化尾气中的可冷凝有机物(即生物油)，防止环境污染。当活性炭生产同时进行时，第一气阀6关闭，第二气阀7开启，活化搅拌罐通过自动输料管与活化回转炉2连接，用于加入搅拌后的生物炭。沿活化回转炉2内壁螺旋设置中空传热火管，双旋风除尘器通过管道与火管连接，炭化尾气经过火管起到提供活化所需热量的作用。活化回转炉2通过转速调节实现活化时间控制，尾部通过自动输料管与活性炭储料箱连接，活化完成后活性炭进入储料箱，随后加入改性搅拌罐中按设定比例与改性剂混合搅拌备用。活化回转炉2通过管道与第二冷凝装置5连接，未进行载铁活性炭生产时，第四气阀9开启，第三气阀8关闭，炭化尾气经过第二冷凝装置5后排出，第二冷凝装置5作用为收集炭化尾气中的可冷凝有机物(即生物油)，防止环境污染。当载铁活性炭生产同时进行时，第四气阀9关闭，第三气阀8开启，改性搅拌罐通过自动输料管与改性回转炉3连接，用于加入搅拌后的活性炭。沿改性回转炉3内壁螺旋设置中空传热火管，活化回转炉2的火管通过管道与改性回转炉3的火管连接，炭化尾气经过火管起到提供改性所需热量的作用。改性回转炉3的火管通过管道与第二冷凝装置5连接，炭化尾气经过第二冷凝装置5后排出，第二冷凝装置5作用为收集炭化尾气中的可冷凝有机物(即生物油)，防止环境污染。改性回转炉3通过转速调节实现改性时间控制，尾部设置出料管，用以运输收集成品载铁活性炭。
55.实施例2
56.在本发明的优选实施例2中，以油茶壳为原料，将其置于炭化回转炉1以700℃炭化得到油茶壳生物炭(样品标记bc-cas)，炭化回转炉1内部设螺旋式电热管提供炭化所需热量，采用内置电热管加热的方式有助于生物质充分受热，沿内壁均匀设置挡板也有助于旋转时生物质原料充分分散继而均匀受热。随后油茶壳生物炭在活化搅拌罐中与活化剂(5mol/l koh溶液)混合搅拌，通过自动输料管加入活化回转炉2中进行活化得到油茶壳活性炭(样品标记abc-cas)，活化回转炉2通过转速调节实现活化时间控制。炭化回转炉1通过管道与双旋风除尘器连接，双旋风除尘器用于去除炭化尾气中的粉尘颗粒物。沿活化回转炉2内壁螺旋设置中空传热火管，双旋风除尘器通过管道与火管连接，炭化尾气经过火管起到提供活化所需热量的作用。最后油茶壳活性炭在改性搅拌罐中按设定比例与改性剂(铁源+丙酮混配溶液，铁源质量(g)：丙酮体积(ml)＝3：5，在铁源中，铁锈：fecl3质量比＝5：0.2)混合搅拌，通过自动输料管加入改性回转炉3中进行改性得到油茶壳载铁活性炭(样品标记fecl3/abc-cas)。沿改性回转炉3内壁螺旋设置中空传热火管，活化回转炉2的火管通过管道与改性回转炉3的火管连接，炭化尾气经过火管起到提供改性所需热量的作用。改性回转炉3的火管通过管道与第二冷凝装置5连接，炭化尾气经过第二冷凝装置5后排出，第二冷凝装置5作用为收集炭化尾气中的可冷凝有机物(即生物油)，防止环境污染。改性回转炉3通过转速调节实现改性时间控制，尾部设置出料管，用以运输收集成品载铁活性炭。
57.实施例3
58.在本发明的优选实施例3中，以芦苇为原料，将其置于炭化回转炉1以700℃炭化得到油茶壳生物炭(样品标记bc-pas)，炭化回转炉1内部设螺旋式电热管提供炭化所需热量，采用内置电热管加热的方式有助于生物质充分受热，沿内壁均匀设置挡板也有助于旋转时生物质原料充分分散继而均匀受热。随后油茶壳生物炭在活化搅拌罐中与活化剂(3mol/lkoh溶液)混合搅拌，通过自动输料管加入活化回转炉2中进行活化得到油茶壳活性炭(样品标记abc-pas)，活化回转炉2通过转速调节实现活化时间控制。炭化回转炉1通过管道与双旋风除尘器连接，双旋风除尘器用于去除炭化尾气中的粉尘颗粒物。沿活化回转炉2内壁螺旋设置中空传热火管，双旋风除尘器通过管道与火管连接，炭化尾气经过火管起到提供活化所需热量的作用。最后油茶壳活性炭在改性搅拌罐中按设定比例与改性剂(铁源+丙酮混配溶液，铁源质量(g)：丙酮体积(ml)＝3：5，在铁源中，铁锈：fecl3质量比＝5：0.3)混合搅拌，通过自动输料管加入改性回转炉3中进行改性得到油茶壳载铁活性炭(样品标记fecl3/abc-pas)。沿改性回转炉3内壁螺旋设置中空传热火管，活化回转炉2的火管通过管道与改性回转炉3的火管连接，炭化尾气经过火管起到提供改性所需热量的作用。改性回转炉3的火管通过管道与第二冷凝装置5连接，炭化尾气经过第二冷凝装置5后排出，第二冷凝装置5作用为收集炭化尾气中的可冷凝有机物(即生物油)，防止环境污染。改性回转炉3通过转速调节实现改性时间控制，尾部设置出料管，用以运输收集成品载铁活性炭。
59.炭材料吸附性能验证：按照炭材料与水体(含cr(vi)水溶液)的质量体积比为1g：1l，称取两份制备的炭材料，分别加入浓度为100mg/l的含cr(vi)水溶液(该溶液的体积为100ml)中，混合均匀，于转速为150rpm、温度为25℃下进行恒温振荡处理24h，完成对含cr(vi)水溶液的处理。振荡处理结束后，静置沉淀，取上清液用icp-oes测定总铬的浓度，并以此计算出炭材料对铬的吸附量，结果如表1所示。
60.表1炭材料表征及cr(vi)吸附数据
61.样品名比表面积(m2/g)cr(vi)吸附量(mg/g)bc-cas15.821.55abc-cas643.27101.77fecl3/abc-cas1192.85228.36bc-pas23.282.75abc-pas677.7998.23fecl3/abc-pas1454.62243.48
62.由表1的结果可知，本发明基于不同的原料制备载铁活性炭均有很好的，与普通生物炭和活性炭生物炭相比，本发明实施例制备的载铁活性炭的比表面积最多约为原始生物炭的75.40倍，最多约为普通活性炭的2.15倍。对水溶液中铬的吸附能力显著增强，当铬的初始浓度为100mg/l时，对水体中铬的吸附量最大约为原始生物炭的147.33倍，最大约为普通活性炭的2.48倍。说明本发明中无机铁盐改性制备的载铁活性炭对吸附重金属污染物的能力有显著的增强作用。
63.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种载铁活性炭的制备方法，其特征在于，包括：将生物质原料炭化得到生物炭；生物炭、活化剂混合搅拌，经加热活化得到活性炭；活性炭、改性剂混合搅拌，经加热改性得到载铁活性炭。2.如权利要求1所述的载铁活性炭的制备方法，其特征在于，将生物质原料经600-800℃炭化得到生物炭；按生物炭质量g：活化剂体积ml＝1：1的比例混合搅拌，经400-800℃加热活化得到活性炭；所述活化剂为koh溶液。3.如权利要求2所述的载铁活性炭的制备方法，其特征在于，所述koh溶液的浓度为1-5mol/l。4.如权利要求1所述的载铁活性炭的制备方法，其特征在于，所述改性剂为无机铁盐和丙酮混配溶液；其中，所述铁源g：丙酮体积ml＝(2-4)：5；按活性炭质量g：改性剂体积ml＝1：1的比例混合搅拌，经100-500℃加热改性得到载铁活性炭。5.如权利要求4所述的载铁活性炭的制备方法，其特征在于，所述铁源由铁锈和无机铁盐组成，铁锈：无机铁盐质量比为5：(0.1-0.5)，无机铁盐包括但不限于fecl2、fecl3、fe(no3)2和fe(no3)3等。6.如权利要求1所述的载铁活性炭的制备方法，其特征在于，所述载铁活性炭的制备方法还包括炭材料吸附性能验证，包括：(1)按照炭材料与含cr(vi)水溶液的质量体积比为1g：1l，称取两份制备的炭材料，分别加入100ml浓度为100mg/l的含cr(vi)水溶液中，混合均匀；(2)于转速为150rpm、温度为25℃下进行恒温振荡处理24h，完成对含cr(vi)水溶液的处理；(3)振荡处理结束后，静置沉淀，取上清液用icp-oes测定总铬的浓度，并以此计算出炭材料对铬的吸附量。7.一种应用如权利要求1～6任意一项所述的载铁活性炭的制备方法的载铁活性炭的制备系统，其特征在于，所述载铁活性炭的制备系统包括：炭化回转炉，活化回转炉，改性回转炉，第一冷凝装置，第二冷凝装置，第一气阀，第二气阀，第三气阀和第四气阀。8.一种如权利要求7所述的载铁活性炭的制备系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：(1)生物质原料在炭化回转炉进行炭化反应，炭化回转炉内部设螺旋式电热管提供炭化所需热量，采用内置电热管加热的方式有助于生物质充分受热，沿内壁均匀设置挡板也有助于旋转时生物质原料充分分散继而均匀受热；(2)炭化回转炉通过自动输料管与生物炭储料箱连接，炭化完成后生物炭进入储料箱，随后加入活化搅拌罐中按设定比例与活化剂混合搅拌备用；炭化回转炉通过管道与双旋风除尘器连接，双旋风除尘器用于去除炭化尾气中的粉尘颗粒物；(3)双旋风除尘器通过管道与第一冷凝装置连接，未进行活性炭生产时，第一气阀开启，第二气阀关闭，炭化尾气经过第一冷凝装置后排出，第一冷凝装置作用为收集炭化尾气中的可冷凝有机物，即生物油；(4)当活性炭生产同时进行时，第一气阀关闭，第二气阀开启，活化搅拌罐通过自动输
料管与活化回转炉连接，用于加入搅拌后的生物炭；(5)沿活化回转炉内壁螺旋设置中空传热火管，双旋风除尘器通过管道与火管连接，炭化尾气经过火管起到提供活化所需热量的作用；活化回转炉通过转速调节实现活化时间控制，尾部通过自动输料管与活性炭储料箱连接，活化完成后活性炭进入储料箱，加入改性搅拌罐按设定比例与改性剂混合搅拌备用；(6)活化回转炉通过管道与第二冷凝装置连接，未进行载铁活性炭生产时，第四气阀开启，第三气阀关闭，炭化尾气经过第二冷凝装置后排出，第二冷凝装置作用为收集炭化尾气中的可冷凝有机物，即生物油；(7)当载铁活性炭生产同时进行时，第四气阀关闭，第三气阀开启，改性搅拌罐通过自动输料管与改性回转炉连接，用于加入搅拌后的活性炭；沿改性回转炉内壁螺旋设置中空传热火管，活化回转炉的火管通过管道与改性回转炉的火管连接，炭化尾气经过火管起到提供改性所需热量的作用；(8)改性回转炉的火管通过管道与第二冷凝装置连接，炭化尾气经过第二冷凝装置后排出，第二冷凝装置作用为收集炭化尾气中的可冷凝有机物，即生物油；改性回转炉通过转速调节实现改性时间控制，尾部设置出料管，用以运输收集成品载铁活性炭。9.一种应用如权利要求1～6任意一项所述的载铁活性炭的制备方法制备得到的载铁活性炭。10.一种权利要求9所述的载铁活性炭在制备环境污染修复材料中的应用。

技术总结
本发明属于活性炭技术领域，公开了一种载铁活性炭、制备方法、系统、控制方法及应用，将生物质原料经600-800℃炭化得到生物炭；按生物炭质量(g)：活化剂体积＝1：1的比例混合搅拌，经400-800℃加热活化得到活性炭；按活性炭质量：改性剂体积＝1：1的比例混合搅拌，经100-500℃加热改性得到载铁活性炭。本发明使用丙酮混配铁源，可使铁源与活性炭充分混合，确保制备的载铁活性炭的品质，且改性过程中挥发出的丙酮经冷凝收集，不会污染环境。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，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。约能源。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：2023.06.21
技术公布日：2023/9/19