本發(fā)明涉及能源化工領域，具體而言，本發(fā)明涉及制備活性炭的系統(tǒng)及方法。
背景技術：
：污泥中含有大量的致病菌、寄生蟲卵、病毒、重金屬等有害物質，同時污泥中的有機質成分可通過多種技術進行利用。目前，國內外污泥利用技術種類繁多、技術復雜多樣，其中主要的方法有：地表處理與填埋、污泥焚燒、污泥農用、污泥建材化利用以及污泥熱裂解技術等。其中，地表處理與填埋技術相對簡單，成本較低，但是需要占用大量的土地資源、污染地下水，同時不斷發(fā)酵產生大量的甲烷，造成嚴重的溫室效應；污泥焚燒是在有氧氛圍下與污泥中的有機物充分反應，生成穩(wěn)定的無機物，同時實現(xiàn)污泥的減量化和資源化利用。但是污泥焚燒成本高、能耗大，焚燒過程中存在二次污染，并產生二噁英等高致癌性氣體；污泥農用是我國目前應用最廣泛的污泥處置方式，其有機物中含有大量的植物生長必須的營養(yǎng)物質，可以改良土壤，增加土壤肥力，但是污泥中的重金屬、病原體以及有機污染物等很難分解去除，農用時在土壤中積累，造成生態(tài)毒性問題；污泥建材化利用是重要的發(fā)展方向之一，但是目前面臨著市場承載能力不足，限制其大規(guī)模發(fā)展。然而，目前污泥處理的系統(tǒng)及方法仍有待改進。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出制備活性炭的方法和系統(tǒng)。該方法可以將污泥熱解得到的污泥熱解炭深加工為高附加值的活性炭，并且無需外加能源，低碳環(huán)保，適合大規(guī)模推廣。在本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提出了一種制備活性炭的系統(tǒng)。根據本發(fā)明的實施例，所述系統(tǒng)包括：烘干單元，所述烘干單元適于將污泥進行烘干；熱解單元，所述熱解單元設置有污泥進料口和污泥熱解炭出料口，所述污泥進料口與所述烘干單元相連，所述熱解單元適于將所述烘干后的污泥進行熱解，以便得到熱解氣和污泥熱解炭；氣液分離單元，所述氣液分離單元與所述熱解單元相連，適于將所述熱解氣進行氣液分離，以便得到燃氣和焦油；產蒸汽單元，所述產蒸汽單元與所述氣液分離單元相連，適于將部分所述燃氣供給至所述產蒸汽單元內，得到高溫蒸汽；以及活化單元，所述活化單元分別與所述污泥熱解炭出料口和產蒸汽單元相連，適于將所述污泥熱解炭和部分所述高溫蒸汽供給至所述活化單元，使得所述污泥熱解炭進行活化處理，以便得到活性炭。由此，根據本發(fā)明實施例的制備活性炭的系統(tǒng)通過將經烘干的污泥供給至熱解單元進行熱解處理，得到熱解氣和污泥熱解炭，熱解氣經氣液分離后，得到燃氣和焦油，其中焦油可以作為產蒸汽單元的燃料，使產蒸汽單元燃燒產生高溫蒸汽，無需為產蒸汽單元外加能源，進而將高溫蒸汽和污泥熱解炭供給至活化單元進行活化處理，得到活性炭和高溫煙氣。該系統(tǒng)實現(xiàn)了污泥的充分利用，將污泥熱解炭深加工為高附加值的活性炭，且能耗較低，對環(huán)境友好，適合大規(guī)模推廣。另外，根據本發(fā)明上述實施例的制備活性炭的系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術特征：根據本發(fā)明的實施例，所述熱解單元為旋轉床，沿物料流動方向，所述熱解單元依次包括：進料區(qū)，所述進料區(qū)設置有所述污泥進料口，污泥進料口通過污泥進料螺旋與所述烘干單元相連；預熱區(qū)，所述預熱區(qū)設置有水蒸氣排氣口，所述水蒸氣排氣口與所述烘干單元相連，所述水蒸氣排氣口適于將烘干后的污泥進行預熱所得到的水蒸氣供給至所述烘干單元內；過渡區(qū)；產氣區(qū)，所述產氣區(qū)設置有熱解氣排氣口，所述熱解氣排氣口與所述氣液分離單元相連，適于將產生的熱解氣供給至氣液分離單元內；以及出料區(qū)，所述出料區(qū)設置有所述污泥熱解炭出料口，其中，所述預熱區(qū)、過渡區(qū)和產氣區(qū)內設置有蓄熱式輻射管。由此，可以進一步提高所述熱解處理的效率。根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述過渡區(qū)內設置蓄熱式輻射管的數(shù)量大于所述預熱區(qū)內設置蓄熱式輻射管的數(shù)量且小于所述產氣區(qū)內設置蓄熱式輻射管的數(shù)量。由此，可以進一步提高所述熱解處理的效率。根據本發(fā)明的實施例，所述活化單元為回轉式活化爐，所述回轉式活化爐包括：加熱區(qū)，所述加熱區(qū)的進料端與所述污泥熱解炭出料口通過污泥熱解炭出料螺旋相連，適于對所述污泥熱解炭進行加熱；活化區(qū)，所述活化區(qū)與所述加熱區(qū)相連，適于對經過所述加熱后的污泥熱解炭進行活化處理，以便得到活性炭；以及降溫區(qū)，所述降溫區(qū)與所述活化區(qū)相連，適于將所述活性炭進行降溫，其中，所述催化燃燒器包括：燃料預混區(qū)，所述燃料預混區(qū)設置有空氣入口和燃氣入口，適于將供給至的空氣和燃氣進行混合，得到混合氣；以及覆有催化劑的載體。根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述混合氣的過剩空氣系數(shù)為2。由此，可以進一步提高所述活化處理的效率。根據本發(fā)明的實施例，所述系統(tǒng)進一步包括：除塵器，所述除塵器與所述活化單元通過煙氣管道相連，適于將所述活化單元中產生的煙氣進行除塵。根據本發(fā)明的實施例，所述系統(tǒng)進一步包括：換熱器，所述換熱器設置于所述煙氣管道上。由此，便于熱量的回收利用。根據本發(fā)明的實施例，所述系統(tǒng)進一步包括：鼓風機，所述鼓風機與所述加熱區(qū)相連，適于向所述加熱區(qū)供給空氣。由此，便于燃氣燃燒放熱，以促進污泥熱解炭發(fā)生活化反應。根據本發(fā)明的實施例，所述氣液分離單元包括：熱解氣進入口，所述熱解氣進入口與所述熱解氣排氣口相連；第一燃氣管道，所述第一燃氣管道與所述蓄熱式輻射管相連，適于使所述氣液分離單元分離的一部分燃氣供給至所述蓄熱式輻射管作為燃料；第二燃氣管道，所述第二燃氣管道通過所述換熱器與所述活化單元相連；以及焦油出口，所述焦油出口與所述產蒸汽單元相連，適于將所述氣液分離單元分離的焦油供給至所述產蒸汽單元。根據本發(fā)明的實施例，所述污泥的粒徑不大于100nm，優(yōu)選45～55nm。由此，可以顯著提高所述熱解處理的效率。根據本發(fā)明的實施例，所述產蒸汽單元包括：焦油進入管道，所述焦油進入管道與所述焦油出口相連，適于將所述氣液分離單元分離的焦油供給至所述產蒸汽單元內；第一蒸汽管道，所述第一蒸汽管道與所述烘干單元相連，適于將所述氣液分離單元分離的部分高溫蒸汽供給至所述烘干單元內；以及第二蒸汽管道，所述第二蒸汽管道與所述活化單元相連，適于將所述氣液分離單元分離的另一部分高溫蒸汽供給至所述活化單元內，根據本發(fā)明的具體實施例，供給至所述活化單元的高溫蒸汽量與所述污泥熱解炭質量之比為1:1.5。在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提出了一種利用前面所描述的制備活性炭的系統(tǒng)制備活性炭的方法。根據本發(fā)明的實施例，所述方法包括：將污泥投入所述烘干單元中，進行烘干；將所述烘干后的污泥由所述污泥進料口送入所述熱解單元中，進行熱解處理，得到熱解氣和污泥熱解炭；將所述熱解氣供給至所述氣液分離單元，進行氣液分離，以便得到燃氣和焦油；將所述焦油供給至所述產蒸汽單元，以便得到高溫蒸汽；以及將所述污泥熱解炭和部分所述高溫蒸汽供給至所述活化單元，以便對所述污泥熱解炭進行活化處理，得到活性炭。由此，根據本發(fā)明實施例的制備活性炭的方法通過將經烘干的污泥供給至熱解單元進行熱解處理，得到熱解氣和污泥熱解炭，熱解氣經氣液分離后，得到燃氣和焦油，其中焦油可以作為產蒸汽單元的燃料，使產蒸汽單元燃燒產生高溫蒸汽，無需為產蒸汽單元外加能源，進而將高溫蒸汽和污泥熱解炭供給至活化單元進行活化處理，得到活性炭和高溫煙氣。該方法實現(xiàn)了污泥的充分利用，將污泥熱解炭深加工為高附加值的活性炭，且能耗較低，對環(huán)境友好，適合大規(guī)模推廣。根據本發(fā)明的實施例，所述方法進一步包括：將所述燃氣分別供給至所述熱解單元內的蓄熱式輻射管和/或所述活化單元內的催化燃燒器；將另一部分所述高溫蒸汽供給至所述烘干單元內，以便供所述污泥進行烘干。根據本發(fā)明的實施例，所述活化的溫度為800～950℃。由此，可以顯著提高所述活化處理的效率。根據本發(fā)明的實施例，所述熱解的溫度為500～850℃。由此，可以顯著提高所述熱解處理的效率。根據本發(fā)明的實施例，所述烘干后的污泥依次通過所述進料區(qū)、預熱區(qū)、過渡區(qū)、產氣區(qū)和出料區(qū)，其中，所述預熱區(qū)的溫度為150～400℃，所述過渡區(qū)的溫度為400～500℃，所述產氣區(qū)的溫度為500～850℃。由此，可以顯著提高所述熱解處理的效率。根據本發(fā)明的實施例，所述燃燒產生的煙氣中氧含量為8～10質量％、二氧化碳含量為4～6質量％、CO含量低于4mg/m3、NOx含量低于10mg/m3。由此，可以顯著提高所述活化處理的效率，提高活性炭品質。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。附圖說明本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：圖1顯示了根據本發(fā)明一個實施例的制備電石系統(tǒng)的結構示意圖；以及圖2顯示了根據本發(fā)明一個實施例的制備電石方法的流程示意圖。具體實施方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例。下面描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。需要說明的是，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。進一步地，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“相連”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。本發(fā)明提出了一種制備活性炭的系統(tǒng)和方法，下面將分別對其進行詳細描述。制備活性炭的系統(tǒng)在本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種制備活性炭的系統(tǒng)。根據本發(fā)明的實施例，參見圖1，該系統(tǒng)包括：烘干單元1、熱解單元2、氣液分離單元3、產蒸汽單元4以及活化單元5。根據本發(fā)明的實施例，烘干單元1適于將污泥進行烘干，以便進行后續(xù)熱解處理。根據本發(fā)明的具體實施例，適用于旋轉床的污泥粒徑不受特別限制，在本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例中，該旋轉床采用的污泥粒徑在100mm以下，粒徑過大資源利用率降低，結合旋轉床的特點，在具體實施中，粒徑為45～55mm可充分發(fā)揮旋轉床熱解優(yōu)勢，并達到極佳的資源利用率。根據本發(fā)明的實施例，熱解單元2設置有污泥進料口21和污泥熱解炭出料口22，該污泥進料口與烘干單元1相連，熱解單元2適于將烘干后的污泥進行熱解，以便得到熱解氣和污泥熱解炭。根據本發(fā)明的實施例，熱解處理的條件并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發(fā)明的具體實施例，熱解處理可以在500～850攝氏度下進行。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果熱解處理的溫度過低，則無法使污泥中的大分子有機物有效地分解為焦油等小分子化合物；而如果熱解處理的溫度過高，則會使能耗增大。根據本發(fā)明的具體實施例，熱解單元為旋轉床，沿物料流動方向，所述熱解單元依次包括：進料區(qū)201、預熱區(qū)202、過渡區(qū)203、產氣區(qū)204和出料區(qū)205。根據本發(fā)明的具體實施例，進料區(qū)201設置有污泥進料口21，污泥進料口通過污泥進料螺旋A與烘干單元5相連。根據本發(fā)明的具體實施例，預熱區(qū)202設置有水蒸氣排氣口206，水蒸氣排氣口206與烘干單元1相連，所述水蒸氣排氣口適于將烘干后的污泥進行預熱所得到的水蒸氣供給至烘干單元內。根據本發(fā)明的具體實施例，產氣區(qū)204設置有熱解氣排氣口207，熱解氣排氣口207與氣液分離單元3相連，適于將產生的熱解氣供給至氣液分離單元3內。根據本發(fā)明的具體實施例，出料區(qū)205設置有污泥熱解炭出料口22。根據本發(fā)明的具體實施例，預熱區(qū)202、過渡區(qū)203和產氣區(qū)204內設置有蓄熱式輻射管208。根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，過渡區(qū)內設置蓄熱式輻射管的數(shù)量大于預熱區(qū)內設置蓄熱式輻射管的數(shù)量且小于產氣區(qū)內設置蓄熱式輻射管的數(shù)量。根據本發(fā)明的具體實施例，預熱區(qū)的溫度為150～400℃，過渡區(qū)的溫度為400～500℃，產氣區(qū)的溫度為500～850℃。具體地，以天然氣啟動蓄熱式輻射管，此輻射管不均勻的分布于預熱區(qū)、過渡區(qū)和產氣區(qū)，且其數(shù)量關系為預熱區(qū)＜過渡區(qū)＜產氣區(qū)，待正常產氣后，可將氣液分離單元分離的燃氣通入蓄熱式輻射管作為燃料；將污泥送入烘干設備進行烘干，污泥可從含水率80％左右烘干至50％，經污泥進料口將污泥由進料區(qū)送入旋轉床1，在預熱區(qū)進一步烘干，將水蒸氣由水蒸氣排氣口排出，與產蒸汽單元送出的部分高溫蒸汽混合后送入污泥烘干單元，經預熱的污泥在產氣區(qū)高溫析出揮發(fā)分，產氣區(qū)溫度在500～850℃之間，所得熱解氣通過熱解氣排氣口送至氣液分離單元，所得污泥熱解炭在出料區(qū)經污泥熱解炭出料口送入活化單元。根據本發(fā)明的實施例，氣液分離單元3與熱解單元相連，適于將熱解氣分離，以便得到燃氣和焦油。具體地，得到的燃氣具有一定的熱值，可以進一步作為后續(xù)步驟中所需的燃料氣加以利用，而得到的焦油可以儲存并對外銷售，也可以通入產蒸汽單元，作為燃料用于產出高溫蒸汽。根據本發(fā)明的實施例，氣液分離單元包括：熱解氣進入口E、第一燃氣管道301、第二燃氣管302以及焦油出口F。根據本發(fā)明的實施例，燃氣具有一定的熱值，可以作為蓄熱式輻射管和催化燃燒器的燃料氣加以利用，無需另外通入額外的燃料氣，從而可以降低熱解處理和活化處理的能耗。根據本發(fā)明的具體實施例，所述熱解氣進入口E與熱解氣排氣口22相連。根據本發(fā)明的具體實施例，第一燃氣管道301與蓄熱式輻射管208相連，適于使氣液分離單元3分離的一部分燃氣供給至蓄熱式輻射管208作為燃料。根據本發(fā)明的實施例，燃氣具有一定的熱值，可以作為蓄熱式輻射管的燃料氣加以利用，無需另外通入額外的燃料氣，從而可以降低熱解處理能耗。根據本發(fā)明的具體實施例，第二燃氣管道302通過換熱器8與活化單元5相連。根據本發(fā)明的實施例，燃氣具有一定的熱值，可以作為催化燃燒器的燃料氣加以利用，無需另外通入額外的燃料氣，從而可以降低活化處理的能耗。此外，由活化單元產生的高溫煙氣會與燃氣在換熱器中進行熱交換，從而提高低熱值燃氣的熱量，使得燃氣在催化燃燒器中可達到與天然氣同等的放熱效果。根據本發(fā)明的具體實施例，焦油出口F與產蒸汽單元4相連，適于將氣液分離單元3分離的焦油供給至產蒸汽單元4。具體地，熱解氣經氣液分離單元分離得到燃氣和焦油。其中燃氣分為兩路，第一路燃氣經第一燃氣管道輸送至旋轉床的蓄熱式輻射管，可通過調節(jié)蓄熱式輻射管的燒嘴開度來控制輻射管的放熱量，同時調節(jié)旋轉床各區(qū)的溫度；第二路燃氣通過第二燃氣管道在換熱器中換熱后通入活化單元加熱區(qū)內設置的催化燃燒器，在換熱器中換熱的目的是提高低熱值燃氣的熱量，使得燃氣在催化燃燒器中可達到與天然氣同等的放熱效果。根據本發(fā)明的實施例，產蒸汽單元4與氣液分離單元3相連，適于將部分燃氣供給至產蒸汽單元4內，得到高溫蒸汽。根據本發(fā)明的實施例，得到的高溫蒸汽可以滿足后續(xù)活化處理中所需的蒸汽量，從而可以降低活化處理的能耗。需要說明的是，對于產蒸汽單元的設備不作嚴格限定，只要能夠實現(xiàn)產出高溫蒸汽即可。根據本發(fā)明的具體實施例，產蒸汽單元可以為燃氣鍋爐。由此，氣液分離單元產出的焦油可以作為燃氣鍋爐的燃料，以減少額外投入的燃料，節(jié)約成本。根據本發(fā)明的具體實施例，產蒸汽單元包括：焦油進入管道401、第一蒸汽管道402和第二蒸汽管道403。根據本發(fā)明的具體實施例，焦油進入管道401與焦油出口F相連，適于將氣液分離單元3分離的焦油供給至產蒸汽單元內。根據本發(fā)明的具體實施例，第一蒸汽管道402與烘干單元1相連，適于將氣液分離單元3分離的部分高溫蒸汽供給至烘干單元1內。根據本發(fā)明的具體實施例，第二蒸汽管道403與活化單元5相連，適于將氣液分離單元3分離的另一部分高溫蒸汽供給至活化單元5內。根據本發(fā)明的具體實施例，供給至活化單元的高溫蒸汽量與污泥熱解炭質量之比為1:1.5。由此，以進一步加熱污泥熱解炭，使其達到活化溫度，發(fā)生活化以得到活性炭。具體地，由氣液分離單元分離出的焦油直接通入產蒸汽單元燃燒放熱，所產蒸汽分為兩路，第一路蒸汽通過第一蒸汽管道與來自于旋轉床預熱區(qū)產生的水蒸氣混合后通入污泥烘干單元，將污泥由含水率80％烘干至50％。第二路蒸汽經第二蒸汽管道送入回轉式活化爐，用于活化污泥熱解炭。根據本發(fā)明的實施例，活化單元5分別與污泥熱解炭出料口22和產蒸汽單元4相連，適于將污泥熱解炭和部分高溫蒸汽供給至活化單元5，使得污泥熱解炭進行活化處理，以便得到活性炭。根據本發(fā)明的具體實施例，活化單元為回轉式活化爐，回轉式活化爐包括：加熱區(qū)501、活化區(qū)502以及降溫區(qū)503。根據本發(fā)明的具體實施例，加熱區(qū)501的進料端與污泥熱解炭出料口22通過污泥熱解炭出料螺旋B相連，適于對污泥熱解炭進行加熱。根據本發(fā)明的具體實施例，活化區(qū)502與加熱區(qū)501相連，適于對經過加熱后的污泥熱解炭進行活化處理，以便得到活性炭。根據本發(fā)明的具體實施例，降溫區(qū)503與活化區(qū)502相連，適于將活性炭進行降溫。根據本發(fā)明的具體實施例，加熱區(qū)內設置有催化燃燒器6。具體地，該催化燃燒器包括：燃料預混區(qū)601，燃料預混區(qū)設置有空氣入口C和燃氣入口D，燃料預混區(qū)適于將通入的空氣和燃氣進行混合，得到混合氣；以及覆有催化劑的載體602。根據本發(fā)明的具體實施例，覆有催化劑的載體為蘸有催化劑的蜂窩狀堇青石載體。具體地，活化單元首先需要加熱至800℃，并保證爐內的含氧量，其熱量來源于催化燃燒器，由于催化燃燒是貧燃料、富氧燃燒，滿足活化爐內的含氧量；根據本發(fā)明的實施例，催化燃燒后的煙氣中，氧含量9％左右，二氧化碳含量5％左右，保證活化爐內含氧量的同時，二氧化碳也可與污泥熱解炭中的炭黑反應，提高活性炭的品質；同時，催化燃燒煙氣中污染物含量極低，CO低于4mg/m3，NOX含量低于10mg/m3，污染物近零排放。根據本發(fā)明的實施例，活化處理的條件并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發(fā)明的具體實施例，活化處理是在800～950攝氏度下完成的。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用該溫度進行活化處理，可以顯著提高活化處理的效率并提高制備得到的活性炭的品質。具體地，根據本發(fā)明的實施例，首先啟動回轉式活化爐內的催化燃燒器，并使其中的過?？諝庀禂?shù)為2，使燃氣與空氣在蘸有催化劑的蜂窩狀堇青石載體表面穩(wěn)定無焰燃燒，從而向回轉式活化爐中以輻射的方式傳遞熱量，進一步地，向污泥熱解炭噴灑高溫蒸汽，使污泥熱解炭的溫度進一步升高，同時通過與高溫蒸汽的不斷接觸不斷活化，生成活性炭。此外，回轉式活化爐中的二氧化碳還可以與污泥熱解炭中的炭黑反應，從而提高制備得到的活性炭的品質，進一步增加活性炭的比表面積。根據本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)進一步包括：除塵器7、換熱器8和鼓風機9。根據本發(fā)明的具體實施例，除塵器7與活化單元5通過煙氣管道701相連，適于將活化單元5中產生的煙氣進行除塵。根據本發(fā)明的實施例，由回轉式活化爐排除的高溫煙氣與準備供給至催化燃燒器的燃氣在換熱器內進行熱交換后，經除塵器除塵后達標排放。由于采用催化燃燒器對回轉式活化爐進行加熱，高溫煙氣經除塵后的尾氣中污染物含量極低，其中CO含量不高于4毫克/立方米，NOx含量不高于10毫克/立方米。根據本發(fā)明的具體實施例，換熱器8設置于煙氣管道701上，此外，由氣液分離單元分離得到的部分高溫蒸汽流經換熱器，再通入活化單元。由此，活化處理產生的高溫煙氣與氣液分離單元分離的部分燃氣能夠實現(xiàn)熱交換，從而可以有效地提高燃氣的熱值，使燃氣在催化燃燒器中燃燒時可以達到與天然氣同等的放熱效果。根據本發(fā)明的具體實施例，鼓風機9與空氣入口C相連，適于向燃料預混區(qū)供給空氣。由此，通入的空氣與氣液分離單元分離的燃氣在蘸有催化劑的蜂窩狀堇青石載體表面穩(wěn)定無焰燃燒，從而向回轉式活化爐中以輻射的方式傳遞熱量。由此，根據本發(fā)明實施例的制備活性炭的系統(tǒng)通過將經烘干的污泥供給至熱解單元進行熱解處理，得到污泥熱解炭和熱解氣。熱解氣經氣液分離后，得到燃氣和焦油，其中焦油可以作為產蒸汽單元的燃料，使產蒸汽單元燃燒產生高溫蒸汽，燃氣可以分別作為燃料氣供給至熱解單元內的蓄熱式輻射管和/或活化單元內的催化燃燒器，從而無需為產蒸汽單元、蓄熱式輻射管和催化燃燒器外加能源。將高溫蒸汽和污泥熱解炭供給至活化單元進行活化處理，得到活性炭和高溫煙氣。經計算，生產1t活性炭需要2t蒸汽，2.5～3t污泥熱解炭可產1t活性炭。該系統(tǒng)實現(xiàn)了污泥的充分利用，將污泥熱解炭深加工為高附加值的活性炭，且能耗較低，對環(huán)境友好，適合大規(guī)模推廣。制備活性炭的方法在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提出了一種制備活性炭的方法。根據本發(fā)明的實施例，參見圖2，該方法包括：S100烘干在該步驟中，將污泥投入烘干單元中，進行烘干。由此，以便進行后續(xù)熱解處理。根據本發(fā)明的具體實施例，適用于旋轉床的污泥粒徑不受特別限制，在本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例中，該旋轉床采用的污泥粒徑在100mm以下，粒徑過大資源利用率降低，結合旋轉床的特點，在具體實施中，粒徑為45～55mm可充分發(fā)揮旋轉床熱解優(yōu)勢，并達到極佳的資源利用率。S200熱解在該步驟中，將烘干后的污泥由污泥進料口送入熱解單元中，進行熱解處理，得到熱解氣和污泥熱解炭。根據本發(fā)明的實施例，熱解處理的條件并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發(fā)明的具體實施例，熱解處理可以在500～850攝氏度下進行。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果熱解處理的溫度過低，則無法使污泥中的大分子有機物有效地分解為焦油等小分子化合物；而如果熱解處理的溫度過高，則會使能耗增大。根據本發(fā)明的具體實施例，熱解單元為旋轉床，沿物料流動方向，所述熱解單元依次包括：進料區(qū)201、預熱區(qū)202、過渡區(qū)203、產氣區(qū)204和出料區(qū)205。根據本發(fā)明的具體實施例，進料區(qū)201設置有污泥進料口21，污泥進料口通過污泥進料螺旋A與烘干單元5相連。根據本發(fā)明的具體實施例，預熱區(qū)202設置有水蒸氣排氣口206，水蒸氣排氣口206與烘干單元1相連，所述水蒸氣排氣口適于將烘干后的污泥進行預熱所得到的水蒸氣供給至烘干單元內。根據本發(fā)明的具體實施例，產氣區(qū)204設置有熱解氣排氣口207，熱解氣排氣口207與氣液分離單元3相連，適于將產生的熱解氣供給至氣液分離單元3內。根據本發(fā)明的具體實施例，出料區(qū)205設置有污泥熱解炭出料口22。根據本發(fā)明的具體實施例，預熱區(qū)202、過渡區(qū)203和產氣區(qū)204內設置有蓄熱式輻射管208。根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，過渡區(qū)內設置蓄熱式輻射管的數(shù)量大于預熱區(qū)內設置蓄熱式輻射管的數(shù)量且小于產氣區(qū)內設置蓄熱式輻射管的數(shù)量。根據本發(fā)明的具體實施例，烘干后的污泥依次通過進料區(qū)、預熱區(qū)、過渡區(qū)、產氣區(qū)和出料區(qū)，其中，預熱區(qū)的溫度為150～400℃，過渡區(qū)的溫度為400～500℃，產氣區(qū)的溫度為500～850℃。具體地，以天然氣啟動蓄熱式輻射管，此輻射管不均勻的分布于預熱區(qū)、過渡區(qū)和產氣區(qū)，且其數(shù)量關系為預熱區(qū)＜過渡區(qū)＜產氣區(qū)，待正常產氣后，可將氣液分離單元分離的燃氣通入蓄熱式輻射管作為燃料；將污泥送入烘干設備進行烘干，污泥可從含水率80％左右烘干至50％，經污泥進料口將污泥由進料區(qū)送入旋轉床1，在預熱區(qū)進一步烘干，將水蒸氣由水蒸氣排氣口排出，與產蒸汽單元送出的部分高溫蒸汽混合后送入污泥烘干單元，經預熱的污泥在產氣區(qū)高溫析出揮發(fā)分，產氣區(qū)溫度在500～850℃之間，所得熱解氣通過熱解氣排氣口送至氣液分離單元，所得污泥熱解炭在出料區(qū)經污泥熱解炭出料口送入活化單元。S300氣液分離在該步驟中，將熱解氣供給至氣液分離單元，進行氣液分離，以便得到燃氣和焦油。具體地，得到的燃氣具有一定的熱值，可以進一步作為后續(xù)步驟中所需的燃料氣加以利用，而得到的焦油可以儲存并對外銷售，也可以通入產蒸汽單元，作為燃料用于產出高溫蒸汽。根據本發(fā)明的實施例，該方法進一步包括：將燃氣分別供給至熱解單元內的蓄熱式輻射管和/或活化單元內的催化燃燒器。根據本發(fā)明的實施例，氣液分離單元包括：熱解氣進入口E、第一燃氣管道301、第二燃氣管302以及焦油出口F。根據本發(fā)明的實施例，燃氣具有一定的熱值，可以作為蓄熱式輻射管和催化燃燒器的燃料氣加以利用，無需另外通入額外的燃料氣，從而可以降低熱解處理和活化處理的能耗。根據本發(fā)明的具體實施例，所述熱解氣進入口E與熱解氣排氣口22相連。根據本發(fā)明的具體實施例，第一燃氣管道301與蓄熱式輻射管208相連，適于使氣液分離單元3分離的一部分燃氣供給至蓄熱式輻射管208作為燃料。根據本發(fā)明的實施例，燃氣具有一定的熱值，可以作為蓄熱式輻射管的燃料氣加以利用，無需另外通入額外的燃料氣，從而可以降低熱解處理能耗。根據本發(fā)明的具體實施例，第二燃氣管道302通過換熱器8與活化單元5相連。根據本發(fā)明的實施例，燃氣具有一定的熱值，可以作為催化燃燒器的燃料氣加以利用，無需另外通入額外的燃料氣，從而可以降低活化處理的能耗。此外，由活化單元產生的高溫煙氣會與燃氣在換熱器中進行熱交換，從而提高低熱值燃氣的熱量，使得燃氣在催化燃燒器中可達到與天然氣同等的放熱效果。根據本發(fā)明的具體實施例，焦油出口F與產蒸汽單元4相連，適于將氣液分離單元3分離的焦油供給至產蒸汽單元4。具體地，熱解氣經氣液分離單元分離得到燃氣和焦油。其中燃氣分為兩路，第一路燃氣經第一燃氣管道輸送至旋轉床的蓄熱式輻射管，可通過調節(jié)蓄熱式輻射管的燒嘴開度來控制輻射管的放熱量，同時調節(jié)旋轉床各區(qū)的溫度；第二路燃氣通過第二燃氣管道在換熱器中換熱后通入活化單元加熱區(qū)內設置的催化燃燒器，在換熱器中換熱的目的是提高低熱值燃氣的熱量，使得燃氣在催化燃燒器中可達到與天然氣同等的放熱效果。S400產蒸汽在該步驟中，將焦油供給至產蒸汽單元，以便得到高溫蒸汽。根據本發(fā)明的實施例，得到的高溫蒸汽可以滿足后續(xù)活化處理中所需的蒸汽量，從而可以降低活化處理的能耗。需要說明的是，對于產蒸汽單元的設備不作嚴格限定，只要能夠實現(xiàn)產出高溫蒸汽即可。根據本發(fā)明的具體實施例，產蒸汽單元可以為燃氣鍋爐。由此，氣液分離單元產出的焦油可以作為燃氣鍋爐的燃料，以減少額外投入的燃料，節(jié)約成本。根據本發(fā)明的具體實施例，產蒸汽單元包括：焦油進入管道401、第一蒸汽管道402和第二蒸汽管道403。根據本發(fā)明的具體實施例，焦油進入管道401與焦油出口F相連，適于將氣液分離單元3分離的焦油供給至產蒸汽單元內。根據本發(fā)明的實施例，該方法進一步包括：將另一部分高溫蒸汽供給至烘干單元內，以便供污泥進行烘干。根據本發(fā)明的具體實施例，第一蒸汽管道402與烘干單元1相連，適于將氣液分離單元3分離的部分高溫蒸汽供給至烘干單元1內。根據本發(fā)明的具體實施例，第二蒸汽管道403與活化單元5相連，適于將氣液分離單元3分離的另一部分高溫蒸汽供給至活化單元5內。根據本發(fā)明的具體實施例，供給至活化單元的高溫蒸汽量與污泥熱解炭質量之比為1:1.5。由此，以進一步加熱污泥熱解炭，使其達到活化溫度，發(fā)生活化以得到活性炭。具體地，由氣液分離單元分離出的焦油直接通入產蒸汽單元燃燒放熱，所產蒸汽分為兩路，第一路蒸汽通過第一蒸汽管道與來自于旋轉床預熱區(qū)產生的水蒸氣混合后通入污泥烘干單元，將污泥由含水率80％烘干至50％。第二路蒸汽經第二蒸汽管道送入回轉式活化爐，用于活化污泥熱解炭。S500活化在該步驟中，將污泥熱解炭和高溫蒸汽的供給至活化單元，以便對污泥熱解炭進行活化處理，以便得到活性炭。根據本發(fā)明的實施例，活化單元5分別與污泥熱解炭出料口22和產蒸汽單元4相連，適于將污泥熱解炭和部分高溫蒸汽供給至活化單元5，使得污泥熱解炭進行活化處理，以便得到活性炭。根據本發(fā)明的具體實施例，活化單元為回轉式活化爐，回轉式活化爐包括：加熱區(qū)501、活化區(qū)502以及降溫區(qū)503。根據本發(fā)明的具體實施例，加熱區(qū)501的進料端與污泥熱解炭出料口22通過污泥熱解炭出料螺旋B相連，適于對污泥熱解炭進行加熱。根據本發(fā)明的具體實施例，活化區(qū)502與加熱區(qū)501相連，適于對經過加熱后的污泥熱解炭進行活化處理，以便得到活性炭。根據本發(fā)明的具體實施例，降溫區(qū)503與活化區(qū)502相連，適于將活性炭進行降溫。根據本發(fā)明的具體實施例，加熱區(qū)內設置有催化燃燒器6。具體地，該催化燃燒器包括：燃料預混區(qū)601，燃料預混區(qū)設置有空氣入口C和燃氣入口D，燃料預混區(qū)適于將通入的空氣和燃氣進行混合，得到混合氣；以及覆有催化劑的載體602。根據本發(fā)明的具體實施例，覆有催化劑的載體為蘸有催化劑的蜂窩狀堇青石載體。具體地，活化單元首先需要加熱至800℃，并保證爐內的含氧量，其熱量來源于催化燃燒器，由于催化燃燒是貧燃料、富氧燃燒，滿足活化爐內的含氧量；根據本發(fā)明的實施例，催化燃燒后的煙氣中，氧含量9％左右，二氧化碳含量5％左右，保證活化爐內含氧量的同時，二氧化碳也可與污泥熱解炭中的炭黑反應，提高活性炭的品質；同時，催化燃燒煙氣中污染物含量極低，CO低于4mg/m3，NOX含量低于10mg/m3，污染物近零排放。根據本發(fā)明的實施例，活化處理的條件并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本發(fā)明的具體實施例，活化處理是在800～950攝氏度下完成的。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用該溫度進行活化處理，可以顯著提高活化處理的效率并提高制備得到的活性炭的品質。具體地，根據本發(fā)明的實施例，首先啟動回轉式活化爐內的催化燃燒器，并使其中的過?？諝庀禂?shù)為2，使燃氣與空氣在蘸有催化劑的蜂窩狀堇青石載體表面穩(wěn)定無焰燃燒，從而向回轉式活化爐中以輻射的方式傳遞熱量，進一步地，向污泥熱解炭噴灑高溫蒸汽，使污泥熱解炭的溫度進一步升高，同時通過與高溫蒸汽的不斷接觸不斷活化，生成活性炭。此外，回轉式活化爐中的二氧化碳還可以與污泥熱解炭中的炭黑反應，從而提高制備得到的活性炭的品質，進一步增加活性炭的比表面積。由此，根據本發(fā)明實施例的制備活性炭的方法通過將經烘干的污泥供給至熱解單元進行熱解處理，得到污泥熱解炭和熱解氣。熱解氣經氣液分離后，得到燃氣和焦油，其中焦油可以作為產蒸汽單元的燃料，使產蒸汽單元燃燒產生高溫蒸汽，燃氣可以分別作為燃料氣供給至熱解單元內的蓄熱式輻射管和/或活化單元內的催化燃燒器，從而無需為產蒸汽單元、蓄熱式輻射管和催化燃燒器外加能源。將高溫蒸汽和污泥熱解炭供給至活化單元進行活化處理，得到活性炭和高溫煙氣。經計算，生產1t活性炭需要2t蒸汽，2.5～3t污泥熱解炭可產1t活性炭。該方法實現(xiàn)了污泥的充分利用，將污泥熱解炭深加工為高附加值的活性炭，且能耗較低，對環(huán)境友好，適合大規(guī)模推廣。下面將結合實施例對本發(fā)明的方案進行解釋。本領域技術人員將會理解，下面的實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應視為限定本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體技術或條件的，按照本領域內的文獻所描述的技術或條件或者按照產品說明書進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可以通過市購獲得的常規(guī)產品。實施例1將堆密度為939m3/kg，含水率80％的昌平污水廠污泥通入烘干單元，烘干后的污泥含水率位50％，通過旋轉床的進料區(qū)送入爐內熱解。旋轉床旋轉一周用時90min，爐膛內的溫度分布為：預熱區(qū)150～400℃；過渡區(qū)400～500℃；產氣區(qū)500～850℃。熱解后的熱解氣供給至氣液分離單元進行氣液分離，得到燃氣和焦油。熱解后的熱解氣、污泥熱解炭及焦油的產率見表1，污泥熱解炭的工業(yè)分析和元素分析見表2，熱解氣的氣體成分及熱值見表3。將污泥熱解炭通入回轉式活化爐，活化爐內的溫度在800℃以上，通過催化燃燒器，使得活化爐內含氧量為9％，打開蒸汽，使得污泥熱解炭與蒸汽比例為1.5:1，污泥熱解炭在加熱區(qū)由600℃升至800℃，并隨爐體轉動進入活化區(qū)，此時污泥熱解炭與水蒸氣接觸反應后，溫度迅速升高至950℃，并經過30min的活化進入降溫區(qū)，生成高品質的活性炭，其碘值大于1000mg/g。表1.市政污泥熱解后產物產率工況固體產率/％氣體產率/％油產率/％水產率/％143.5016.7517.2522.50240.1517.5019.8522.50表2.污泥熱解炭工業(yè)分析和元素分析及熱值表3.市政污泥熱解氣組分及熱值在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。盡管上面已經示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。當前第1頁1 2 3