一种有机废弃物炭化后的活化装置及方法

1.本发明涉及一种有机废弃物炭化后的活化装置及方法，主要应用领域包括有机线路板、有机废塑料、有机废气林木、生物质秸秆、花生壳、玉米芯、稻壳、果壳等。


背景技术：

2.活性炭是一种功能性碳材料，因具有比表面积大、孔隙结构发达、吸附效率高、化学稳定性好等优点而被广泛应用在工农业生产的各个方面，如污水处理、气体净化、黄金提取、溶剂回收等。制备活性炭的原料来源极其丰富，目前研究较多的是农林废弃物（如农作物秸秆、稻壳、木材、柚子皮和各种坚果壳等）。这些农林废弃物价廉易得，且符合国家提倡的资源循环利用可持续发展原则，因此在活性炭制备中发挥着越来越重要的作用。
3.活性炭制备工艺流程一般包括两个阶段——炭化与活化，其中炭化是活化的准备阶段，活化是活性炭制备的核心阶段。活性炭制备受多种因素影响（如浸渍比、炭化温度及时间、气体流量、活化温度及时间等），不同的活化方法也会影响活性炭的孔径分布和比表面积，从而影响其吸附性能。目前活性炭活化的方法主要有3种：物理活化法、化学活化法和物理-化学耦合活化法。化学活化法由于需要用到大量的酸、碱溶液，容易对环境造成污染，因此本发明采用物理活化法。
4.未来活性炭生产厂家将继续发现更多合适的活性炭原材料，制备出高比表面积、吸附性能更好的活性炭。
5.由于一般的旋转式活化炉，需要炉子旋转，动力较大，而且炉内的物料搅动不均匀，装料量只有1/5-1/3，能量浪费较多，而且密封性也不好。特别是套筒加热的烟气由于有转动部件，也容易造成烟气泄露事故。另外，由于炉体转速比较低，物料在炉子内不容易搅拌混匀，造成出料的活化料不均匀，或者是停留时间较长，影响活化效率。


技术实现要素：

6.本发明提供一种有机废弃物炭化后的活化装置及方法，本发明可以有效的将有机废弃物碳化后的碳料进行活化利用，且方便简单实用。本发明可以实现满仓料进行活化，而且能将活化后的可燃气经过净化后，进行回收燃烧达到自平衡，多余的可燃气供给用户使用。
7.为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种有机废弃物炭化后的活化装置，包括外筒、内筒，外筒与内筒之间设置若干导流板，外筒的一端外壁设有烟气出口，位于烟气出口斜对角方向外筒的另一端外壁连接燃气燃烧器；内筒中心线处设置搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌轴、搅拌杆，搅拌轴一端连接电机和变频器，电机在变频器的调速下进行转动，保证炭化后的有机废弃物被均匀充分的加热；搅拌轴另一端位于过滤板的轴端支撑孔内，所述过滤板包括蒸汽管道孔、气孔、轴端支撑孔；
所述搅拌装置的上下分别设置一套蒸汽管道，所述蒸汽管道包括蒸汽主管、蒸汽支管、蒸汽孔，每个搅拌装置的搅拌杆位于相邻蒸汽支管之间，所述蒸汽主管穿过蒸汽管道孔连接蒸汽发生器，蒸汽发生器通过管道连接内筒，蒸汽发生器内产生的蒸汽穿过过滤板的气孔进入内筒再加热后，以过热蒸汽与炭化料进行反应；所述蒸汽发生器连接净化装置，对产生的活化气净化，净化后的活化气在鼓风机的作用下进入燃气燃烧器内，多余的活化气经过引风机直接送到用户作为燃料使用。
8.进一步，所述燃气燃烧器连接压缩天然气。
9.进一步，所述蒸汽发生器设有冷却水入口。
10.一种有机废弃物炭化后的活化方法，包括以下步骤：（1）将炭化后的有机废弃物装入内筒内，并封好炉头；（2）启动该活化装置，启动该活化装置时利用燃气燃烧器燃烧压缩天然气产生烟气通入外筒内，加热内筒使其内部的有机废弃物活化产生活化气，待内筒内产生一定的活化气后，关闭压缩天然气，用活化气代替压缩天然气连续运行；（3）搅拌轴在电机的带动下开始转动，搅拌杆将炭化后的有机废弃物打散、搅动均匀，保证了物料即能被均匀加热，也可以使物料混合均匀充分的与水蒸气反应，达到所有物料均被活化的目的；（4）燃气燃烧器燃烧压缩天然气产生的热烟气在导流板的作用下，加热内筒使内筒内的有机废弃物活化产生活化气，热烟气通过烟气出口排出炉外进行换热再利用；（5）内筒内产生的活化气在鼓风机的抽引作用下，首先进入蒸汽发生器，蒸汽发生器的温度把水加热到250-350℃之间，蒸汽进入内筒再加热后，以过热蒸汽与炭化料进行反应；活化气经过净化后，在鼓风机的作用下，为燃气燃烧器提供燃料，多余的活化气体经过引风机可以直接送到用户作为燃料使用。
11.与现有技术相比，本发明的有益效果为：1、本发明采用内旋转代替内筒旋转，减少了动力消耗，而且可以把形成的炭块打碎，使物料更容易活化。
12.2、本发明装置的蒸汽管道布置在炉内，可以在炉内继续加热到过热，过热蒸汽与炭化料进行反应，更容易活化，生产的活化料品质更高。蒸汽管道的支管上开了很多蒸汽孔，可以和炭化料充分的接触反应，可以减少物料在炉内的停留时间。
13.3、本发明的炭化料可以装到4/5-9/10，基本上可以全部装满，因为炉内的搅拌装置可以使物料混合比较均匀，所有的物料都可以被加热和与蒸汽反应。
附图说明
14.图1为本发明活化装置的结构示意图；图2为导流板的结构示意图；图3为过滤板的结构示意图；图4为搅拌装置的结构示意图；图5为蒸汽管道的结构示意图；图中，1、电机，2、变频器，3、外筒，4、蒸汽管道，41、蒸汽主管，42、蒸汽支管，43、蒸汽孔，5、搅拌装置，51、搅拌轴，52、搅拌杆，6、内筒，7、导流板，8、烟气出口，9、过滤板，91、蒸
汽管道孔，92、气孔，93、轴端支撑孔，10、蒸汽发生器，11、净化装置，12、用户，13、冷却水入口，14、鼓风机，15、燃气燃烧器，16、压缩天然气。
具体实施方式
15.下面结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案及效果做进一步描述，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
16.一种有机废弃物炭化后的活化装置，如图1所示，该活化装置包括外筒3、内筒6，外筒3与内筒6之间设置若干导流板7，其结构如图2所示，外筒3的一端外壁设有烟气出口8，位于烟气出口8斜对角方向外筒3的另一端外壁连接燃气燃烧器15；内筒6中心线处设置搅拌装置5，所述搅拌装置5包括搅拌轴51、搅拌杆52，如图4所示，搅拌轴51一端连接电机1和变频器2，电机1在变频器2的调速下，可以以100-120转/分钟，进行转动，保证炭化后的有机废弃物被均匀充分的加热；搅拌轴51另一端位于过滤板9的轴端支撑孔93内，所述过滤板9的结构如图3所示，包括蒸汽管道孔91、气孔92、轴端支撑孔93；所述搅拌装置5的上下分别设置一套蒸汽管道4，所述蒸汽管道4包括蒸汽主管41、蒸汽支管42、蒸汽孔43，如图5所示，每个搅拌装置5的搅拌杆52位于相邻蒸汽支管42之间，所述蒸汽主管41穿过蒸汽管道孔91连接蒸汽发生器10，蒸汽发生器10通过管道连接内筒6，蒸汽发生器10内产生的蒸汽穿过过滤板9的气孔92进入内筒6再加热后，以过热蒸汽与炭化料进行反应；所述蒸汽发生器10连接净化装置11，对产生的活化气净化，净化后的活化气在鼓风机14的作用下进入燃气燃烧器15内，多余的活化气经过引风机直接送到用户12作为燃料使用。
17.本实施例中，所述燃气燃烧器15连接压缩天然气16，启动该活化装置时，利用燃气燃烧器15燃烧压缩天然气16产生烟气通入外筒3内，加热内筒6使其内部的有机废弃物活化产生活化气。待内筒6内产生一定的活化气后，就可以关闭压缩天然气16，用活化气代替压缩天然气16连续运行。
18.本实施例中，所述蒸汽发生器10设有冷却水入口13，蒸汽发生器10的温度可以把水加热到250-350℃之间，产生的蒸汽进入内筒6内，以过热蒸汽与炭化料进行反应。
19.一种有机废弃物炭化后的活化方法，包括以下步骤：（1）将炭化后的有机废弃物装入内筒6内，并封好炉头；（2）启动该活化装置，启动该活化装置时利用燃气燃烧器15燃烧压缩天然气16产生烟气通入外筒3内，加热内筒6使其内部的有机废弃物活化产生活化气，待内筒6内产生一定的活化气后，关闭压缩天然气16，用活化气代替压缩天然气16连续运行；（3）搅拌轴51在电机1的带动下开始转动，搅拌杆52将炭化后的有机废弃物打散、搅动均匀，保证了物料即能被均匀加热，也可以使物料混合均匀充分的与水蒸气反应，达到所有物料均被活化的目的；（4）燃气燃烧器15燃烧压缩天然气16产生的热烟气在导流板7的作用下，加热内筒
6使内筒6内的有机废弃物活化产生活化气，热烟气通过烟气出口8排出炉外进行换热再利用；（5）内筒6内产生的活化气在鼓风机14的抽引作用下，首先进入蒸汽发生器10，蒸汽发生器10的温度把水加热到250-350℃之间，蒸汽进入内筒6再加热后，以过热蒸汽与炭化料进行反应；活化气经过净化后，在鼓风机14的作用下，为燃气燃烧器15提供燃料，多余的活化气体经过引风机可以直接送到用户作为燃料使用。
20.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种有机废弃物炭化后的活化装置，其特征在于，该活化装置包括外筒、内筒，外筒与内筒之间设置若干导流板，外筒的一端外壁设有烟气出口，位于烟气出口斜对角方向外筒的另一端外壁连接燃气燃烧器；内筒中心线处设置搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌轴、搅拌杆，搅拌轴一端连接电机和变频器，电机在变频器的调速下进行转动，保证炭化后的有机废弃物被均匀充分的加热；搅拌轴另一端位于过滤板的轴端支撑孔内，所述过滤板包括蒸汽管道孔、气孔、轴端支撑孔；所述搅拌装置的上下分别设置一套蒸汽管道，所述蒸汽管道包括蒸汽主管、蒸汽支管、蒸汽孔，每个搅拌装置的搅拌杆位于相邻蒸汽支管之间，所述蒸汽主管穿过蒸汽管道孔连接蒸汽发生器，蒸汽发生器通过管道连接内筒，蒸汽发生器内产生的蒸汽穿过过滤板的气孔进入内筒再加热后，以过热蒸汽与炭化料进行反应；所述蒸汽发生器连接净化装置，对产生的活化气净化，净化后的活化气在鼓风机的作用下进入燃气燃烧器内，多余的活化气经过引风机直接送到用户作为燃料使用。2.根据权利要求1所述的有机废弃物炭化后的活化装置，其特征在于，所述燃气燃烧器连接压缩天然气。3.根据权利要求1所述的有机废弃物炭化后的活化装置，其特征在于，所述蒸汽发生器设有冷却水入口。4.一种有机废弃物炭化后的活化方法，其特征在于，该活化方法包括以下步骤：（1）将炭化后的有机废弃物装入内筒内，并封好炉头；（2）启动该活化装置，启动该活化装置时利用燃气燃烧器燃烧压缩天然气产生烟气通入外筒内，加热内筒使其内部的有机废弃物活化产生活化气，待内筒内产生一定的活化气后，关闭压缩天然气，用活化气代替压缩天然气连续运行；（3）搅拌轴在电机的带动下开始转动，搅拌杆将炭化后的有机废弃物打散、搅动均匀，保证了物料即能被均匀加热，也可以使物料混合均匀充分的与水蒸气反应，达到所有物料均被活化的目的；（4）燃气燃烧器燃烧压缩天然气产生的热烟气在导流板的作用下，加热内筒使内筒内的有机废弃物活化产生活化气，热烟气通过烟气出口排出炉外进行换热再利用；（5）内筒内产生的活化气在鼓风机的抽引作用下，首先进入蒸汽发生器，蒸汽发生器的温度把水加热到250-350℃之间，蒸汽进入内筒再加热后，以过热蒸汽与炭化料进行反应；活化气经过净化后，在鼓风机的作用下，为燃气燃烧器提供燃料，多余的活化气体经过引风机可以直接送到用户作为燃料使用。

技术总结
本发明涉及一种有机废弃物炭化后的活化装置及方法，属于有机废弃物活化领域。该装置包括外筒、内筒，外筒与内筒之间设置导流板，外筒的一端外壁设有烟气出口，位于烟气出口斜对角方向外筒的另一端外壁连接燃气燃烧器；内筒中心线处设置搅拌装置，内筒一端连接电机和变频器；搅拌装置的上下分别设置一套蒸汽管道，所述蒸汽管道连接蒸汽发生器，蒸汽发生器通过管道连接内筒，蒸汽发生器内产生的蒸汽进入内筒再加热后，以过热蒸汽与炭化料进行反应；蒸汽发生器连接净化装置，对活化气净化，鼓风机的作用下进入燃气燃烧器内，多余的活化气直接送到用户作为燃料使用。本发明可以有效的将有机废弃物碳化后的碳料进行活化利用，且方便简单实用。单实用。单实用。


技术研发人员：陈国艳 赵锦江 张安超 温小萍 王发辉 邓浩鑫 梅艳阳 盛伟 朱崎峰 和文强
受保护的技术使用者：河南理工大学
技术研发日：2023.08.08
技术公布日：2023/10/20