活性炭制备装置和方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115676828A(43)申请公布日2023.02.03(21)申请号202110855579.X(22)申请日2021.07.28(71)申请人中国科学院工程热物理研究所地址100190北京市海淀区北四环西路11号(72)发明人齐晓宾宋维健吕清刚朱治平(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021专利代理师孙蕾(51)Int.Cl.C01B32/39(2017.01)C01B32/336(2017.01)权利要求书3页说明书9页附图3页(54)发明名称活性炭制备装置和方法(57)摘要本发明涉及活性炭制备技术领域，尤其是涉及一种活性炭制备装置和方法。本发明的一方面提供了一种活性炭制备装置，包括移动床反应炉，其中移动床反应炉包括氧化剂入口、以及沿物料移动方向依次排布的预热段、燃烧段和活化段，其中：预热段，用于在氧化剂气氛下，对物料进行干燥、脱挥发分以及低温氧化，以便生成可燃气和炭化料；燃烧段，用于在氧化剂气氛下，对可燃气和炭化料进行氧化反应、以及用于将氧化反应产生的热量提供给预热段和活化段；活化段，用于在活化剂气氛下，对炭化料进行活化反应，以生成活性炭和煤气；氧化剂入口，用于向移动床反应炉内通入氧化剂；其中，活化剂来源于预热段和燃烧段的产物。CN115676828ACN115676828A权利要求书1/3页1.一种活性炭制备装置，包括移动床反应炉，其中所述移动床反应炉包括氧化剂入口、以及沿物料移动方向依次排布的预热段、燃烧段和活化段，其中：所述预热段，用于在氧化剂气氛下，对物料进行干燥、脱挥发分以及低温氧化，以便生成可燃气和炭化料；所述燃烧段，用于在氧化剂气氛下，对所述可燃气和炭化料进行氧化反应、以及用于将所述氧化反应产生的热量提供给所述预热段和所述活化段；所述活化段，用于在活化剂气氛下，对所述炭化料进行活化反应，以生成活性炭和煤气；所述氧化剂入口，用于向所述移动床反应炉内通入所述氧化剂；其中，所述活化剂来源于所述预热段和所述燃烧段的产物。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述移动床反应炉还包括沿物料移动方向依次排布导流段和燃料段，其中：所述导流段，用于对所述物料进行导流；所述燃料段，用于装载所述物料，其中所述燃料段的物料移动方向的下游端邻接于所述预热段；其中，所述氧化剂入口与所述导流段的入口连通。3.根据权利要求2所述的装置，其中：所述预热段和所述燃烧段的高度比大于2∶1，且所述燃烧段的高度大于等于0.5m，所述活化段的高度大于2m。4.根据权利要求2所述的装置，还包括给料装置、冷却装置，其中：所述给料装置，与所述导流段的入口连通，用于向所述移动床反应炉内供给所述物料；所述冷却装置，与所述活化段的出口连通，用于第一温度水和所述活性炭在所述冷却装置中进行换热后，生成冷却后活性炭和第二温度水，其中所述第二温度水的温度高于所述第一温度水的温度。5.根据权利要求4所述的装置，还包括：燃烧器，用于燃烧所述煤气，以生成第一温度烟气；管束换热器，设置于所述活化段中，所述管束换热器与所述燃烧器的第一温度烟气出口连通，以便将所述第一温度烟气的热量通过所述管束换热器提供给所述活化段中所述炭化料的所述活化反应后，生成第二温度烟气，其中所述第二温度烟气的温度低于所述第一温度烟气的温度。6.根据权利要求5所述的装置，还包括：烟气换热器，与所述管束换热器的第二温度烟气出口连通，用于所述第二温度烟气和所述第二温度水在所述烟气换热器中进行换热后生成饱和水蒸汽；燃烧段换热器，设置于所述燃料段中，用于利用所述燃烧段的所述氧化反应产生的热量将所述饱和水蒸汽加热为过热水蒸汽。7.根据权利要求6所述的装置，还包括：蒸汽喷管，设置于所述活化段中，用于将所述过热水蒸汽作为补充活化剂送入所述活化段中。8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述移动床反应炉还包括沿物料移动方向依次排2CN115676828A权利要求书2/3页布导流段和燃料段，其中：所述导流段，用于对所述物料进行导流；所述燃料段，用于装载所述物料，其中所述燃料段的物料移动方向的下游端邻接于所述预热段；其中，所述氧化剂入口与所述燃烧段直接连通。9.根据权利要求8所述的装置，其中：所述导流段入口通入辅助气流，所述辅助气流用于为所述移动床反应炉的燃料段的上方空间提供背压环境。10.一种利用权利要求1‑9任一项所述的活性炭制备装置的活性炭制备方法，包括：将氧化剂通过移动床反应炉的氧化剂入口通入所述移动床反应炉内；将物料送入所述移动床反应炉，以便所述氧化剂和所述物料依次在所述移动床反应炉的预热段、燃烧段以及活化段进行反应，其中：在所述预热段，所述物料在氧化剂气氛下，进行干燥、脱挥发分以及低温氧化，生成可燃气和炭化料；在所述燃烧段，所述可燃气和炭