一种活性焦快速制备过程中深度活化的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种活性焦快速制备过程中深度活化的方法和系统，包括沉降炉，用于提供活性焦炭化及深度活化的空间，其出口与收集装置入口相连。给料装置，其出口与文丘里管的出口相连。配气系统，有雾化装置和配气装置组成，用于配置制备过程中的所需气氛，其中雾化装置出口与配气装置出口相连并构成配气系统出口，与沉降炉入口和给料装置出口相连。温控装置，用于控制沉降炉内的温度。收集装置，其出口与活性焦储料仓入口和气固分离装置入口相连。换热器，连接在沉降炉和收集装置之间，可回收部分余热。

A method and system of deep activation in the rapid preparation of activated coke

【技术实现步骤摘要】
一种活性焦快速制备过程中深度活化的方法和系统
本专利技术属于活性焦烟气脱硫、脱汞领域，具体涉及一种脱汞活性焦制备的方法和工艺，具体为一种活性焦快速制备过程中深度活化的方法和工艺。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。活性焦是通过褐煤热解后进一步活化得到的产物，由于活性焦尚未热解完全内部含有较多的氢、氧官能团，有较丰富的孔隙及表面结构，同时活性焦具有负载性和氧化性，是一种理想的烟气净化剂并且价格相对便宜，对烟气中SO2和Hg0有很好的吸附效果。因此，活性焦具有很好的应用前景和经济效益。现有技术中将碳化和活化分步进行，这不仅使工艺变的复杂化，并且占地面积大，进而使活性焦的成本增加。因此，脱硫脱汞活性焦的快速制备具有很好的前景。现有文献公开了“一种流态化活性焦联合脱硫脱硝工艺”，将粉末活性炭应用于烟气脱硫，该技术中应用的吸附介质粉末活性炭，不仅省去活性焦的成型步骤，而且可以忽略应用中磨损问题。现有文献公开了“一种利用煤粉快速制备脱硫用粉末状活性焦的工艺及装置”，该技术可以充分利用煤粉传热传质快以及快加热速率易制得多孔产品优势。现有文献公开了“一种粉末活性焦快速制备装置和方法”，通过一步法对煤粉进行热解活化并再很短时间内制备出脱硫活性焦。但是，专利技术人发现：以上制备的活性焦的空隙结构尤其表面吸硫和Hg0的官能团没有更好的体现出来。在一定的意义上会使资源产生浪费。专利
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是提供一种活性焦快速制备过程中深度活化的方法和工艺。该方法可以在活性焦炭化过程中实现深度活化，简化制备工艺。为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的第一个方面，提供了一种活性焦快速制备过程中深度活化的系统，包括：煤粉储料仓、给料装置、沉降炉、收集装置、配气装置、雾化装置、温控装置；所述煤粉储料仓、给料装置、沉降炉、收集装置依次相连，所述配气装置、雾化装置依次相连，所述雾化装置的出口管路与给料装置出口管路相连，所述沉降炉设置有温控装置。本专利技术开发一种能够在活性焦快速制备过程中进一步深度活化，获得具有发达孔隙结构和丰富表面官能团的活性焦的系统，对燃煤烟气中脱硫脱汞领域具有一定的现实意义和创新性。本专利技术的第二个方面，提供了一种活性焦快速制备过程中深度活化的方法，包括：雾化的活化溶剂与配气混合后，再与煤粉混合，在沉降炉进行炭化和物理-化学活化反应，形成活性焦和高温混合气。本专利技术在煤粉下落过程中实现炭化活化，缩短了制备时间，增大了煤粉与配气及活化溶剂的接触面积，使煤粉能够更好热解。所制备的活性焦烧失率为18-30％，比表面积可达765m2/g。本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术在煤粉下落过程中实现炭化活化，缩短了制备时间，增大了煤粉与配气及活化溶剂的接触面积，使煤粉能够更好热解。(2)本专利技术在活性焦制备的过程中，采用物理-化学活化对活性焦深度活化，简化了制备工艺，缩短了制备时间，使得活性焦与配气及活化溶剂充分接触，改善了活性焦的孔隙结构和表面官能团。(3)本专利技术在沉降炉出口处设有一换热器，不仅实现了对气固混合物的降温，而且对部分余热进行回收，节约了能源。(4)本专利技术所制备的活性焦烧失率为18-30％，比表面积可达765m2/g。(5)本专利技术的操作方法简单、成本低、具有普适性，易于规模化生产。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为本专利技术实施例的一种活性焦快速制备过程中深度活化的方法结构示意图。其中，1、煤粉储料仓，2、给料装置，3、沉降炉，4、温控装置，5、配气装置，6、雾化装置，7、文丘里管，8、收集装置，9、活性焦储料仓，10、气固分离装置，11、真空泵，12、换热器，Ⅰ、配气系统，Ⅱ、制备系统。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。本申请中KOH是指：氢氧化钾；NaOH是指：氢氧化钠；CO2是指：二氧化碳气体；O2是指：氧气；H2O是指：水蒸汽；N2是指：氮气：一种活性焦快速制备过程中深度活化的方法和工艺，包括：沉降炉，用于提供活性焦炭化及深度活化的空间，其出口与收集装置入口相连；给料装置，其出口与文丘里管的出口相连；配气系统，有雾化装置和配气装置组成，用于配置制备过程中的所需气氛，其中雾化装置出口与配气装置出口相连并构成配气系统出口，与沉降炉入口和给料装置出口相连；温控装置，用于控制沉降炉内的温度；收集装置，其出口与活性焦储料仓入口和气固分离装置入口相连；本专利技术采用沉降炉制备活性焦，气固混合后进入沉降炉，在煤粉下落的过程中完成炭化活化，此方法使得活化气体与煤粉充分混合，缩短了制备时间，所得的活性焦具有良好的孔隙结构和丰富的表面官能团。本专利技术采用化学活化法对活性焦进行活化，更好地改善了活性焦表面的孔隙结构，丰富了表面官能团，增加了比表面积，利于活性焦对烟气中硫汞等物质的脱除。将炭化与物理-化学活化相结合，简化了制备工艺。在一些实施例中，收集装置与沉降炉之间增加一换热器，不仅能对所制备的活性焦降温，还能回收部分余热。在一些实施例中，配气装置出口与雾化装置出口通过文丘里管连接，混合后进入沉降炉。通过在文丘里管中加大流速，带动被雾化的活化溶剂一同进入沉降炉中。在一些实施例中，收集装置出口与气固分离装置入口相连，气固分离装置通过真空泵将气体抽出，活性焦粉末进入活性焦储料仓。以防止气固直接进入收集装置，气体排出时携带大量活性焦，降低环境污染。一种活性焦快速制备过程中深度活化的方法，包括如下步骤：煤粉储料仓中的煤粉经给料装置送入沉降炉中。通过配气装置配置所需气体，与经雾化装置雾化的活化溶剂混合进入给料装置出口管路中，与给料装置送出的煤粉一同进入沉降炉中。煤粉经炭化和物理-化学活化后与高温混合气一同经换热器进入收集装置。收集装置中一部分活性焦沉积下来进入活性焦储料仓，一部分随气体进入气固分离装置。经气固分离装置气体经真空泵抽出，分离出的活性焦进入储料仓。在一些实施例中，雾化气量为4-8L/min。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种活性焦快速制备过程中深度活化的系统，其特征在于，包括：煤粉储料仓、给料装置、沉降炉、收集装置、配气装置、雾化装置、温控装置；所述煤粉储料仓、给料装置、沉降炉、收集装置依次相连，所述配气装置、雾化装置依次相连，所述雾化装置的出口管路与给料装置出口管路相连，所述沉降炉设置有温控装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种活性焦快速制备过程中深度活化的系统，其特征在于，包括：煤粉储料仓、给料装置、沉降炉、收集装置、配气装置、雾化装置、温控装置；所述煤粉储料仓、给料装置、沉降炉、收集装置依次相连，所述配气装置、雾化装置依次相连，所述雾化装置的出口管路与给料装置出口管路相连，所述沉降炉设置有温控装置。


2.如权利要求1所述的活性焦快速制备过程中深度活化的系统，其特征在于，所述收集装置与沉降炉之间还设置有换热器。


3.如权利要求1所述的活性焦快速制备过程中深度活化的系统，其特征在于，所述配气装置出口与雾化装置出口通过文丘里管连接。


4.如权利要求1所述的活性焦快速制备过程中深度活化的系统，其特征在于，所述收集装置与气固分离装置、活性焦储料仓分别相连。


5.如权利要求1所述的活性焦快速制备过程中深度活化的系统，其特征在于，所述气固分离装置与真空泵相连，所述气固分离装置的出料口与活性焦储料仓相连。


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【专利技术属性】
技术研发人员：王鲁元，安东海，程星星，王梦蓉，孙晓菲，
申请(专利权)人：山东省科学院能源研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37