一种连续化生产活性炭的装置及利用该装置制备活性炭的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种连续化生产活性炭的装置及利用该装置制备活性炭的方法。一种连续化生产活性炭的装置，包括活化反应器，其特征在于：所述活化反应器为竖直设置的管状反应器，所述活化反应器沿其轴向方向由顶部至底部划分为预热段、低温活化段、中温活化段、高温活化段和冷却段。利用本发明专利技术所述装置制备活性炭，所制得的活性炭收率高、表面积大、孔隙率高、孔径分布宽；活化反应器分段控制，通过调控不同段的工况条件，可以方便地调控产品的参数(比表面积、孔径分布和孔容)。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及。一种连续化生产活性炭的装置，包括活化反应器，其特征在于：所述活化反应器为竖直设置的管状反应器，所述活化反应器沿其轴向方向由顶部至底部划分为预热段、低温活化段、中温活化段、高温活化段和冷却段。利用本专利技术所述装置制备活性炭，所制得的活性炭收率高、表面积大、孔隙率高、孔径分布宽；活化反应器分段控制，通过调控不同段的工况条件，可以方便地调控产品的参数(比表面积、孔径分布和孔容)。【专利说明】-种连续化生产活性炭的装置及利用该装置制备活性炭的 方法
本专利技术涉及。
技术介绍
活性炭是一种具有特殊微晶结构、孔隙发达、比表面积巨大、吸附能力强的一种碳 材料。它作为一种优良的吸附剂广泛应用于食品、化工、石油、纺织、冶金、轻工、造纸、印染 等工业部n，已经医药、环保、国防等诸多领域。活性炭按物理形态可W分为粉末活性炭、颗 粒活性炭和活性碳纤维等。活性炭的物理形态通常决定于制备活性炭的前体和活化工艺。 与颗粒活性炭和活性碳纤维相比，粉末活性炭的优点是价格低廉，缺点是结构疏松、机械强 度低、堆密度低，使用过程中粉尘污染严重，回收再生困难。 聚合物薄膜具有较高的碳含量，是优良的制造活性炭的前体，且通过控制生产工 艺，可W得到片状活性炭。鉴于聚合物薄膜无论从物理形态到化学组成与通常的制备活性 炭前体如煤、农林废弃物等具有很大的区别，因此需要开发新型的制备工艺和装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种连续化生产活性炭的装置，该装置尤其适用于由聚合物 薄膜制造片状活性炭。 -种连续化生产活性炭的装置，包括活化反应器，其特征在于：所述活化反应器为 竖直设置的管状反应器，所述活化反应器沿其轴向方向由顶部至底部划分为预热段、低温 活化段、中温活化段、高温活化段和冷却段， 所述预热段，为用于对位于该区域内原料进行干燥、不烙化处理、炭化处理的区 域； 所述低温活化段，为用于来自预热段的物料与富氧气体反应的区域，至少一个富 氧气体产生装置通过向低温活化段供给富氧气体而与低温活化段相连通； 所述中温活化段，为用于来自低温活化段的物料与水蒸气、或水蒸气和二氧化碳 气体反应的区域；至少一个水蒸气产生装置通过向中温活化段供给水蒸气而与中温活化段 相连通；至少一个二氧化碳气体产生装置通过向中温活化段供给二氧化碳气体而与中温活 化段相连通； 所述高温活化段，为用于来自中温活化段的物料与二氧化碳气体反应的区域；至 少一个二氧化碳气体产生装置通过向高温活化段供给二氧化碳气体而与高温活化段304 相连通； 所述冷却段，为用于对位于该区域内的物料进行冷却的区域； 加热装置，所述加热装置用于加热预热段、低温活化段、中温活化段、高温活化段， 使各个反应段达到预设的反应温度。 本专利技术所述生产装置包括用于连接各个设备单元的管道及管道连接元件；用于控 制管道开启及流量的阀口；用于输送液体的粟及用于输送气体的空压机；用于测量、显示 液体或气体流量的测量装置及显示装置，上述装置的安装及设置为本领域的现有技术。 上述技术方案中，干燥、不烙化处理和炭化处理均可在所述预热段内进行，通过调 整该区域的温度，控制反应条件使其到达干燥、不烙化处理和炭化处理所需的条件。 上述技术方案中，物料在所述中温活化段进行活化时，活化气体可为水蒸气或活 化气体为水蒸气与二氧化碳气体的混合气。 上述技术方案中，所述加热装置用于加热预热段、低温活化段、中温活化段、高温 活化段，使各个反应段达到各个反应段需要的预设反应温度。本领域的熟练技术人员可W 在现有技术中进行选择及安装。 上述技术方案中，来自二氧化碳气体产生装置的二氧化碳气体用于供给中温活化 段及高温活化段中所需的二氧化碳。 本专利技术所述生产装置包括进料装置和出料装置，所述进料装置，用于控制原料进 入活化反应器的速率和量；所述出料装置，用于控制物料排出活化反应器的速率和量。本发 明所述进料和出料装置可W控制物料在活化反应器中的停留时间及向下移动的速率，进而 控制物料在各个反应段的停留时间。 本专利技术所述进料装置和出料装置的选择为本领域的现有技术，其达到控制物料进 料和出料的量和速率即可，本领域的熟练技术人员可W在现有技术中进行选择及安装。 进一步地，本专利技术所述生产装置在进料装置上部设有加料仓，用于供给原料；在生 产装底部设有用于接收来自出料装置的产物的容器，如储存桶、储存槽等。 本专利技术所述生产装置包括至少一个用于释放于预热段（301)产生的烟道气而与 预热段（301)相连通的管道，所述管道另一端连接气液分离器装置。 本专利技术所述生产装置所述二氧化碳气体产生装置包括二氧化碳气体分离装置，该 装置通过接收来自气液分离器装置的气体而与气液分离装置相连。 于预热段产生的烟道气经管道进入气液分离器装置，其中焦油由烟道气中分离 出去，产生的气体料流优选送至二氧化碳气体分离装置，分离获得二氧化碳气体和驰放气 (主要为一氧化碳和氨气），该驰放气可用做燃料。所述二氧化碳气体分离装置优选为二氧 化碳气体分离膜组件，所述二氧化碳气体分离膜可商业购得，也可通过现有技术公开的方 法制得。 本专利技术所述生产装置所述富氧气体产生装置由气体净化装置和氧气气体分离装 置组成，空气依次经过气体净化装置和氧气气体分离装置产生富氧气体。所述氧气气体分 离装置优选为氧气气体分离膜组件，所述氧气气体分离膜可商业购得，也可通过现有技术 公开的方法制得。富氧气体优选为氧气含量高于30%的气体。所述气体净化装置用于净化 空气，除去空气中的固体颗粒与水份。 本专利技术所述生产装置所述水蒸气产生装置通过接收来自用于冷却冷却段的冷却 水而与冷却水源连接。 本专利技术所述生产装置所述冷却段所处反应器管壁处设有冷却套，冷却水经过位于 反应器管壁和冷却套间的空腔。冷却水经过空腔时与冷却段的产物换热，随后进入水蒸气 产生装置，经加热产生水蒸气。 本专利技术的另一目的是提供利用上述装置制备活性炭的方法 -种制备活性炭的方法，包括下述步骤： 将原料加入至活化反应器中，利用进料装置和出料装置控制物料在活化反应器中 预热段、低温活化段、中温活化段、高温活化段和冷却段的停留时间； 开启加热装置，使活化反应器中各个反应段达到预设的反应温度； 开启富氧气体产生装置、水蒸气产生装置、二氧化碳气体产生装置及冷却水，并控 制其流量，使其达到预设的流量。 进一步地，所述方法优选下述反应条件： 所述干燥处理条件为：在180?45CTC的温度下进行干燥处理，处理时间至少为 Smin ； 不烙化处理条件为；处理温度为180?45(TC，时间为5min?化； 所述炭化处理条件为：炭化温度为500?70(TC，惰性气体流速为50?200血/min 下，炭化时间0. 1?化； 所述各个活化段的处理条件为；活化温度为500?IOOCTC，惰性气体流速为50? 200血/min,活化时间为0. 5?化。 本专利技术的有益效果为：利用本专利技术所述装置制备活性炭，所制得的活性炭收率高、 表面积大、孔隙率高、孔径分布宽；活化反应器分段控制，通过调控不同段的工况条件，可W 方便地调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续化生产活性炭的装置，包括活化反应器(3)，其特征在于：所述活化反应器(3)为竖直设置的管状反应器，所述活化反应器(3)沿其轴向方向由顶部至底部划分为预热段(301)、低温活化段(302)、中温活化段(303)、高温活化段(304)和冷却段(305)，所述预热段(301)，为用于对位于该区域内原料进行干燥、不熔化处理、炭化处理的区域；所述低温活化段(302)，为用于来自预热段(301)的物料与富氧气体反应的区域，至少一个富氧气体产生装置通过向低温活化段(302)供给富氧气体而与低温活化段(302)相连通；所述中温活化段(303)，为用于来自低温活化段(302)的物料与水蒸气、或水蒸气和二氧化碳气体反应的区域；至少一个水蒸气产生装置通过向中温活化段(303)供给水蒸气而与中温活化段(303)相连通；至少一个二氧化碳气体产生装置通过向中温活化段(304)供给二氧化碳气体而与中温活化段(304)相连通；所述高温活化段(304)，为用于来自中温活化段(303)的物料与二氧化碳气体反应的区域；至少一个二氧化碳气体产生装置通过向高温活化段(304)供给二氧化碳气体而与高温活化段(304)相连通；所述冷却段(305)，为用于对位于该区域内的物料进行冷却的区域；加热装置，所述加热装置用于加热预热段(301)、低温活化段(302)、中温活化段(303)、高温活化段(304)，使各个反应段达到预设的反应温度。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王同华，王春雷，李琳，曾乐，刘波，赵林，
申请(专利权)人：大连理工大学，大连路生菲悦科技有限公司，大连卡瑞博纳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21