本發(fā)明涉及生物質(zhì)處理領(lǐng)域，尤其涉及一種低溫連續(xù)熱解處理生物質(zhì)的固定床反應(yīng)器，以及利用該反應(yīng)器由生物質(zhì)制備活性炭的方法。

背景技術(shù)：

我國生物質(zhì)資源豐富，每年產(chǎn)生大約6.5億噸農(nóng)業(yè)秸稈，加上薪柴及林業(yè)廢棄物等，折合能量與4.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤相當(dāng)，預(yù)計到2050年將增加到9.04億噸，相當(dāng)于6億多噸標(biāo)準(zhǔn)煤。我國每年的森林耗材達(dá)到2.1億立方米，折合1.2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的能量。另外，全國城市生物質(zhì)年產(chǎn)量已超過1.5億噸，到2020年年產(chǎn)量將達(dá)2.1億噸，垃圾中的有機(jī)質(zhì)含量平均約為40％。年產(chǎn)1.5億噸的“城市垃圾”中，被丟棄的“可再生資源”價值高達(dá)250億元。這些資源若未經(jīng)治理直接焚燒、排入水體或堆積，不僅造成資源浪費(fèi)，還會引起空氣、土壤、地表水和地下水的污染以及人類生存環(huán)境的惡化。然而若將其進(jìn)行碳化生產(chǎn)油、氣、固體碳，可部分替代煤、油、天然氣等資源。

活性炭具有高度發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，以及獨(dú)特的表面官能團(tuán)、較好的化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度，并且耐酸、耐堿、耐熱，是一種優(yōu)良的吸附劑，廣泛應(yīng)用于環(huán)保、化學(xué)工業(yè)、食品加工、濕法冶金、藥物精制、軍事化學(xué)防護(hù)等各個領(lǐng)域，是國民經(jīng)濟(jì)、國防建設(shè)以及人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚漠a(chǎn)品。

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是近年來治理環(huán)境污染呼聲的日益高漲，活性炭的市場前景和經(jīng)濟(jì)效益日益顯著，進(jìn)一步推動了它的研究、開發(fā)和利用。世界活性炭年產(chǎn)量超過60萬噸，1992年國內(nèi)已達(dá)7萬噸，1993年日本達(dá)8萬噸。目前，我國活性炭工業(yè)發(fā)展較快，平均年增長率高達(dá)15％，出口量已超過日本和美國，居世界首位。

現(xiàn)有技術(shù)CN101863468A公開了一種制備活性炭的回轉(zhuǎn)式微波加熱爐及制備活性炭的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)選用兩臺回轉(zhuǎn)式微波加熱爐，將預(yù)處理的物料進(jìn)行熱解處理，物料在一臺回轉(zhuǎn)式微波加熱爐內(nèi)完成炭化過程，進(jìn)入另一臺回轉(zhuǎn)式微波加熱爐進(jìn)行活化，活化后的炭化固留物進(jìn)入冷卻室密封冷卻，加工為初級活性炭產(chǎn)品，再轉(zhuǎn)入活性炭精加工系統(tǒng)。然而，該方法使用的原料局限性大，并且微波加熱裝置能耗高，物料炭化過程產(chǎn)生的粉塵量大，物料溫度和流動性難以監(jiān)控，產(chǎn)生的可燃性氣體未得到利用，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益低，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

現(xiàn)有技術(shù)CN102559222A公開了一種低溫干餾爐熱解物料的方法。該熱解方法采用臥式干餾爐，每一次熱解開始前，先需要停止向反應(yīng)器供熱，待反應(yīng)器降溫冷卻后卸下反應(yīng)器爐門或是爐蓋，取出前一批熱解殘留的固體產(chǎn)物，需要人工向反應(yīng)器內(nèi)加入下一批次熱解的物料。因此該方法無法實(shí)現(xiàn)物料熱態(tài)條件下連續(xù)進(jìn)出料，無自動布料和出料功能，未實(shí)現(xiàn)高溫?zé)峤獠荒龤庾杂脕硖峁崃?。進(jìn)出料過程需對反應(yīng)器升溫和降溫，降低了裝置的處理能力和效率，增加了故障率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種成本低、熱效率高，并且可生產(chǎn)高品質(zhì)活性炭的適合于工業(yè)化的熱解活化裝置及方法。

本發(fā)明提出了一種低溫連續(xù)熱解生物質(zhì)制備活性炭的固定床反應(yīng)器，所述反應(yīng)器包括進(jìn)料口、反應(yīng)系統(tǒng)、出料口，所述進(jìn)料口的水平位置比所述出料口的水平位置高；

所述反應(yīng)系統(tǒng)自上而下依次包括集氣室、氣體收集區(qū)、反應(yīng)室；所述反應(yīng)室中具有進(jìn)料螺旋、出料螺旋、料板，所述料板包括進(jìn)料端和出料端，所述進(jìn)料螺旋設(shè)置在所述進(jìn)料口之下，位于所述進(jìn)料端上部；所述出料螺旋設(shè)置在所述出料端上部，所述出料端位于所述出料口之上；

所述進(jìn)料螺旋包括中心螺桿、左螺旋葉片、右螺旋葉片；所述中心螺桿橫穿所述左螺旋葉片和右螺旋葉片，所述左螺旋葉片和右螺旋葉片垂直于所述中心螺桿的中心線成軸對稱，兩者之間的距離為所述進(jìn)料口口徑的1/3～1/2；

所述反應(yīng)室具有反應(yīng)室隔板，所述反應(yīng)室隔板兩端分別連接蒸汽入口和蒸汽噴嘴。

進(jìn)一步的，所述左螺旋葉片和右螺旋葉片的下邊緣與所述料板的垂直距離為50～150㎜，優(yōu)選為80㎜；所述左螺旋葉片間隙和右螺旋葉片間隙等距設(shè)置或變距設(shè)置。

進(jìn)一步的，所述氣體收集區(qū)為梯形體，所述反應(yīng)室為立方體，所述氣體收集區(qū)的底部與所述反應(yīng)室的頂部連通；所述氣體收集區(qū)的頂部與所述料板的垂直距離為1000～1500㎜。

進(jìn)一步的，所述氣體收集區(qū)的梯形斜截面與所述反應(yīng)室的豎直面的夾角為120°～150°，優(yōu)選為135°；所述梯形斜截面由鋼板制成，在其上設(shè)置有圓孔。

進(jìn)一步的，所述料板的進(jìn)料端和出料端設(shè)置有傳動軸承，用于帶動所述料板連續(xù)轉(zhuǎn)動；所述傳動軸承具有兩個或多個。

進(jìn)一步的，所述反應(yīng)器還包括殼體，所述殼體包括反應(yīng)器壁、支撐平臺、支架；

所述反應(yīng)器壁用于密封所述反應(yīng)室；

所述支撐平臺設(shè)置在所述料板之下；

所述支架固定在所述支撐平臺上，用于連接所述傳動軸承。

進(jìn)一步的，所述反應(yīng)室中包括輻射管；

所述輻射管為蓄熱式輻射管，設(shè)置在所述料板上部與所述料板平行；

所述輻射管與所述料板之間的垂直距離為400～550㎜，優(yōu)選為400㎜。

本發(fā)明還提出了一種利用上述反應(yīng)器由生物質(zhì)制備活性炭的方法，所述方法包括以下步驟：

進(jìn)料階段：將生物質(zhì)原料經(jīng)由所述進(jìn)料口運(yùn)送至所述進(jìn)料螺旋的中間段；

熱解階段：所述生物質(zhì)原料沿所述連續(xù)轉(zhuǎn)動的料板兩側(cè)均勻分布，并在所述反應(yīng)室中發(fā)生熱解反應(yīng)生成炭化物料；

活化階段：由所述蒸汽入口通入水蒸氣，所述水蒸氣進(jìn)入所述反應(yīng)室隔板升溫，得到升溫后水蒸氣，所述升溫后水蒸氣經(jīng)由所述蒸汽噴嘴進(jìn)入所述反應(yīng)室中，所述炭化物料活化得到活性炭。

上述方法中，所述熱解階段輻射管溫度為600～850℃；所述活化階段輻射管溫度為650～1100℃，所述升溫后水蒸氣溫度為700～950℃。

上述方法中，所述生物質(zhì)原料的粒徑為0.3～12㎜，其分布在所述料板上的高度為100～1500㎜；

所述反應(yīng)室溫度為350～1200℃，壓力為-2～5kPa。

本發(fā)明通過采用獨(dú)特的進(jìn)料螺旋構(gòu)造，可實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)原料在料板上的均勻分布。料板上方均勻布置有多根輻射管，原料在熱解過程中相對于料板和輻射管靜止，可保證其均勻受熱。在熱解處理過程中，通過料板、進(jìn)料螺旋、出料螺旋的聯(lián)合操作，可在不停爐的條件下，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器的連續(xù)進(jìn)料和出料，以及熱解產(chǎn)物的分類回收。

本發(fā)明中氣體收集區(qū)和集氣室的設(shè)置可大大降低熱解氣的含塵量，實(shí)現(xiàn)高溫?zé)峤鈿獾闹苯踊厥绽茫档土藷釗p失，提高了熱利用率。在反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置活化氣導(dǎo)入管道，在熱解生物質(zhì)的同時制備高品質(zhì)活性炭，實(shí)現(xiàn)了一爐多用，提高了整個裝置的處理能力和效率。

附圖說明

圖1是低溫連續(xù)熱解生物質(zhì)制備活性炭的固定床反應(yīng)器的左視圖。

圖2是低溫連續(xù)熱解生物質(zhì)制備活性炭的固定床反應(yīng)器的俯視圖。

圖3是低溫連續(xù)熱解生物質(zhì)制備活性炭的固定床反應(yīng)器的主視圖。

附圖中的附圖標(biāo)記如下：

1-殼體；

2、2a、2b、2c-輻射管；

3-中心螺桿；3a-出料螺旋；3b-進(jìn)料螺旋；

4-料板；

5-進(jìn)料倉；5a-進(jìn)料口；

6-插板閥；

7-支架；

8-反應(yīng)室；

9-傳動軸承；

10-基底；

11-支撐平臺；

12-固體收集倉；12a-出料口；

13-氣體收集區(qū)；

14-集氣室；

15-蒸汽噴嘴；

16-蒸汽入口；

17-反應(yīng)室隔板。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案及其各個方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的具體實(shí)施方式和實(shí)施例僅是說明的目的，而不是對本發(fā)明的限制。

該固定床反應(yīng)器既可用于資源化回收利用有機(jī)化合物，又可用于無害化處理廢棄物，本發(fā)明實(shí)施例中用于由生物質(zhì)制備活性炭。反應(yīng)器包括四個部分：進(jìn)料系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、出料系統(tǒng)、殼體。以下結(jié)合圖1、圖2、圖3分別顯示的固定床反應(yīng)器的左視圖、俯視圖、主視圖，對該四個部分之間的結(jié)構(gòu)及其關(guān)系進(jìn)行說明。

①殼體：由圖1所示，固定床反應(yīng)器的殼體1包括反應(yīng)器壁、支架7、基底10、支撐平臺11。

反應(yīng)器壁包括爐頂、側(cè)壁、爐底，用于密封整個反應(yīng)室8，使得反應(yīng)室8內(nèi)的反應(yīng)氣氛與外界氣氛充分隔開。

②進(jìn)料系統(tǒng)：由圖1以及圖3所示，進(jìn)料系統(tǒng)自上而下依次包括進(jìn)料倉5、插板閥6、進(jìn)料口5a。進(jìn)料倉5的數(shù)量可為一個或多個。

③出料系統(tǒng)：由圖1所示，出料系統(tǒng)由出料口12a和固體收集倉12構(gòu)成。出料口12a在進(jìn)料口5a之下，且都設(shè)置有下料溜槽，用于反應(yīng)器的進(jìn)料和出料。固體收集倉12的數(shù)量可為一個或多個。

④反應(yīng)系統(tǒng)：反應(yīng)系統(tǒng)自上而下依次包括集氣室14、氣體收集區(qū)13、反應(yīng)室8。

由圖3可見，在反應(yīng)室8的底部設(shè)置有料板4，位于支撐平臺11之上。為了便于描述，將料板4的兩端分別命名為進(jìn)料端和出料端。由圖1可見，出料端通過出料口12a與固體收集倉12連接。

由圖1，在進(jìn)料端和出料端分別設(shè)置一個傳動軸承9。支架7的一端固定在支撐平臺11上，另一端連接傳動軸承9。傳動軸承9中一個是主動輪，一個是從動輪，用于帶動料板4的連續(xù)轉(zhuǎn)動。根據(jù)需要，可在料板4的中間段設(shè)置若干個從動輪，從動輪上端與料板4接觸起到支撐作用，下端固定在支撐平臺11上。

由圖1所示，進(jìn)料螺旋3b設(shè)置在料板4進(jìn)料端的上部，位于進(jìn)料口5a之下；出料螺旋3a設(shè)置在料板4出料端的上部，且出料端位于出料口12a之上。在本發(fā)明實(shí)施例中，進(jìn)料螺旋3b和插板閥6之間還設(shè)置有料位計。

由圖2和圖3所示，進(jìn)料螺旋3b和出料螺旋3a均由螺旋葉片和中心螺桿3組成，中心螺桿3橫穿螺旋葉片。本發(fā)明實(shí)施例中，螺旋葉片之間的間隙等距設(shè)置，其下邊緣與料板4的垂直距離為50～150㎜，其中優(yōu)選距離為80㎜。

在其它實(shí)施例中，螺旋葉片之間的間隙可采用變距設(shè)置的方式，且靠近中間部分螺旋葉片間隙比中心螺桿兩端螺旋葉片間隙要小，使得物料在料板4上的分布更加均勻。

由圖2所示，進(jìn)料螺旋3b位于進(jìn)料口5a之下，螺旋葉片包括左螺旋葉片和右螺旋葉片，中心螺桿3橫穿左螺旋葉和右螺旋葉片。左螺旋葉片和右螺旋葉片垂直于中心螺桿3的中心線成軸對稱。本發(fā)明實(shí)施例中，左螺旋葉片和右螺旋葉片之間的距離為進(jìn)料口5a口徑的1/3～1/2。

本發(fā)明實(shí)施例中，進(jìn)料螺旋3b的特殊構(gòu)造，使得生物質(zhì)原料從進(jìn)料螺旋3b的中間部分向兩端運(yùn)動，可以減少物料隨進(jìn)料螺旋3b的運(yùn)轉(zhuǎn)距離，并且實(shí)現(xiàn)較寬料板4上物料的均勻分布，優(yōu)選實(shí)施方式為采用單根進(jìn)料螺旋。

在其它實(shí)施例中，可在進(jìn)料口5a的下料溜槽處增設(shè)導(dǎo)流板，有助于物料的均勻分布。

由圖2所示，反應(yīng)室8中設(shè)置有3個輻射管，分別為2a、2b、2c，在圖1和圖3中標(biāo)示為輻射管2。在其它實(shí)施例中，輻射管2的數(shù)量可以為除3個以外的任一數(shù)量。本發(fā)明實(shí)施例中。輻射管2在反應(yīng)室8中均勻布置，且與料板4平行，其距離料板4的垂直高度為400～550㎜，本發(fā)明實(shí)施例中為400㎜。

由圖1可見，在反應(yīng)室8中設(shè)置有3個反應(yīng)室隔板17，反應(yīng)室隔板17位于3個輻射管之間并平行布置，其兩端分別與蒸汽入口16和蒸汽噴嘴15連接。蒸汽入口16為管式結(jié)構(gòu)，位于3個輻射管之上并水平布置，其具有3個出氣口，分別與3個反應(yīng)室隔板17的上端連通。蒸汽噴嘴15具有多個，均設(shè)置在反應(yīng)室隔板17的下端與其連通，其位于料板4之上，與料板4平行。在其他實(shí)施例中，反應(yīng)室隔板17的數(shù)量可為除3個以外的任一數(shù)量，對應(yīng)蒸汽入口16出氣口的數(shù)量與反應(yīng)室隔板17的數(shù)量相同。

本發(fā)明實(shí)施例中，氣體收集區(qū)13為一梯形體，反應(yīng)室為一立方體，氣體收集區(qū)13的底部與反應(yīng)室8的頂部連通。氣體收集區(qū)13的頂部水平面和梯形斜截面均由鋼板制成，從而與集氣室14隔開。在制成梯形斜截面的鋼板上設(shè)置有圓孔，用于熱解氣體的流通。

集氣室14具有豎直面?zhèn)缺诤蛢A斜面?zhèn)缺冢Q直側(cè)壁和反應(yīng)室8的豎直面?zhèn)缺谶B接；傾斜面?zhèn)缺诤蜌怏w收集區(qū)13的梯形斜截面?zhèn)缺谶B接。

氣體收集區(qū)13的頂部與料板之間的垂直距離為1000～1500㎜，本發(fā)明實(shí)施例中，優(yōu)選距離為1000～1200mm。氣體收集區(qū)13的梯形斜截面與反應(yīng)室8的豎直面之間夾角為120°～150°，優(yōu)選角度為135°。

本發(fā)明實(shí)施例反應(yīng)器的整個反應(yīng)器壁優(yōu)選四方形，也可設(shè)計為圓柱形或其它形狀。采用四方形反應(yīng)器壁的結(jié)構(gòu)更加有利于輻射管2的設(shè)置，從而使物料受熱均勻，保證熱解氣的均勻產(chǎn)生和流動。

本發(fā)明實(shí)施例的工藝方法流程如下：

①原料要求

本發(fā)明實(shí)施例的固定床反應(yīng)器對原料無嚴(yán)格要求，為獲得較高品質(zhì)的活性炭，優(yōu)選生物質(zhì)原料的粒徑為0.3～12㎜。

②進(jìn)料過程

關(guān)閉插板閥6，將生物質(zhì)原料運(yùn)送至進(jìn)料倉5中?？稍谶M(jìn)料倉5中設(shè)置攪拌棒，用于防止物料的蓬料現(xiàn)象。打開插板閥6，物料在重力作用下，經(jīng)由進(jìn)料口5a處的下料溜槽進(jìn)入反應(yīng)室8前段的中部。

生物質(zhì)原料被連續(xù)運(yùn)送至進(jìn)料螺旋3b的中間部分，在進(jìn)料螺旋3b的作用下沿料板4的兩側(cè)均勻的分布。料板4在傳動軸承9的運(yùn)轉(zhuǎn)下，可帶動生物質(zhì)向前輸送，使整個料板4均勻的布滿物料。

料位計可用于檢測進(jìn)入反應(yīng)室8的物料高度，從而控制單次進(jìn)料量，也可通過調(diào)節(jié)進(jìn)料螺旋3b，改變料板4上物料的分布效果。

在插板閥6處可設(shè)置惰性氣體接入口，在打開插板閥6向反應(yīng)器中加入生物質(zhì)原料時，通入惰性氣體，原料在惰性氣體氣流的協(xié)助下進(jìn)入反應(yīng)室8中。惰性氣體可選擇氮?dú)猓驗(yàn)槠渌茄趸詺怏w，滿足反應(yīng)室8中熱解反應(yīng)的絕氧性要求。

本發(fā)明固定床反應(yīng)器可采用單次進(jìn)料的方式，也可采用連續(xù)進(jìn)料的方式。當(dāng)所需處理的物料量較小時，可采用本發(fā)明實(shí)施例中的固定床反應(yīng)器進(jìn)行操作。如果處理的物料量較大，可增加料板4的面積，在熱解反應(yīng)過程中保持料板4的連續(xù)轉(zhuǎn)動，使物料在料板4上從進(jìn)料端到出料端完成熱解反應(yīng)，保證進(jìn)料和出料的連續(xù)性。

③進(jìn)料高度

為了保證反應(yīng)室8中生物質(zhì)原料熱解的連續(xù)性，進(jìn)料倉5的單次物料儲存量不得少于料板4的單次物料分布量。在熱解反應(yīng)過程中，在進(jìn)料倉5中儲存一定量的生物質(zhì)原料，保證料板4上物料的高度為100～150㎜。

④熱解過程和活化過程

熱解過程：固定床反應(yīng)器在350～1200℃的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行，生物質(zhì)原料進(jìn)入反應(yīng)室8之后，在輻射管2的輻射傳熱作用下，逐步升溫?zé)峤猓紫冗M(jìn)行干燥脫水，然后脫除揮發(fā)分，生成熱解氣和炭化物料。

活化過程：熱解完成后，提高每根輻射管的溫度，同時經(jīng)由蒸汽入口16通入水蒸汽。水蒸氣進(jìn)入由耐高溫不銹鋼制成的反應(yīng)室隔板17中加熱升溫，再通過蒸汽噴嘴15噴入反應(yīng)室8中。水蒸氣與炭化物料充分接觸，在輻射管的輻射傳熱作用下，炭化物料被活化，從而制得活性炭。

料板4上上層物料中的低沸點(diǎn)有機(jī)質(zhì)先進(jìn)行熱解，下層物料和高熱解有機(jī)化合物后進(jìn)行熱解，可保證整個料板4上物料受熱的均勻性。

熱解反應(yīng)過程中要控制反應(yīng)室8處于絕氧氣氛，整個活化過程在水蒸氣氣氛下完成，維持反應(yīng)室8的壓力在-2～5kPa的范圍內(nèi)。

⑤加熱方式

該固定床反應(yīng)器的加熱方式可選擇電加熱方式、燃料加熱方式、高溫等離子體加熱方式等，本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選蓄熱式輻射管加熱方式，滿足裝置中燃燒加熱系統(tǒng)與物料熱解系統(tǒng)的隔絕。

熱解過程中當(dāng)物料溫度低于280℃時，輻射管2的升溫速率控制在40～60℃/min；當(dāng)物料溫度在280～450℃時，輻射管2的升溫速率控制在20～40℃/min；當(dāng)物料溫度超過450℃時，輻射管2的升溫速率控制在20～60℃/min。

整個熱解過程控制輻射管2的溫度為600～850℃，并在進(jìn)行活化過程之前保證炭化物料的最低溫度≥600℃。

活化過程控制輻射管2的升溫速率為20～80℃/min，溫度為650～1100℃，物料溫度為600～1000℃。

⑥出料過程

在啟動進(jìn)料螺旋3b的同時啟動出料螺旋3a，在出料螺旋3a的運(yùn)轉(zhuǎn)下，制備的活性炭經(jīng)由出料口12a處的下料溜槽進(jìn)入固體收集倉12中。

該出料過程可滿足料板4在均勻分布生物質(zhì)原料的同時，對制備的活性炭進(jìn)行出料，從而保證反應(yīng)器中進(jìn)料和出料的連續(xù)性。

⑦熱解氣的回收利用

熱解產(chǎn)生的熱解氣膨脹匯集到氣體收集區(qū)13中，在其中升溫并加快裂解，然后經(jīng)由梯形斜截面鋼板上的圓孔，進(jìn)入到集氣室14中。

氣體收集區(qū)13斜截面上的圓孔，可使熱解氣的流動速度變慢，導(dǎo)致其中的灰塵沉淀并降落，從而降低進(jìn)入集氣室14熱解氣的含塵量。集氣室14既可儲存熱解氣，又可確保熱解氣處于高溫狀態(tài)，充分回收熱解氣的熱量，提高熱利用率。

氣體收集區(qū)13的梯形體結(jié)構(gòu)有助于匯集熱解氣體，且梯形斜截面與反應(yīng)室8的豎直面之間夾角的大小，可直接影響熱解氣的流動方向和停留時間。

該固定床反應(yīng)器從進(jìn)料到完成熱解活化后出料所需時間為3～5h，該時間會受到生物質(zhì)的物理性質(zhì)、單次進(jìn)料量、升溫速率等的影響。

本發(fā)明實(shí)施例的固定床反應(yīng)器與傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器的區(qū)別之一在于：本發(fā)明的固定床反應(yīng)器在處理完單批次的生物質(zhì)之后，無需進(jìn)行降溫，便可進(jìn)行下一批生物質(zhì)的進(jìn)料和活性炭的出料。因此，本發(fā)明反應(yīng)器中的輻射管2只需在首次進(jìn)料時進(jìn)行開工點(diǎn)火，在接下來的整個連續(xù)運(yùn)行過程中，只需維持輻射管2的正常加熱溫度即可。由此，在反應(yīng)器運(yùn)行過程中，避免了因每一次的進(jìn)料和出料對反應(yīng)器的升溫和降溫，降低反應(yīng)器的故障率；區(qū)別之二在于：本發(fā)明的固定床反應(yīng)器可通過控制進(jìn)料螺旋3b、料板4、出料螺旋3a之間的運(yùn)轉(zhuǎn)速率，實(shí)現(xiàn)熱解過程中連續(xù)的進(jìn)料和出料。

實(shí)施例

由滿洲里提供粒度0.3～0.6mm的生物質(zhì)作為原料(生物質(zhì)分析數(shù)據(jù)見表1)，物料先儲存于進(jìn)料倉5中，打開插板閥6，物料在重力作用下，從進(jìn)料倉5處的下料溜槽滑落到反應(yīng)室8中。

在進(jìn)料螺旋3b轉(zhuǎn)動下和傳動軸承9帶動下，生物質(zhì)原料均勻分布在料板4上，同時向出料端水平移動?？刂七M(jìn)料螺旋3b和傳動軸承9的速率，使整個料板4上物料厚度為100mm，然后關(guān)閉插板閥6。開啟輻射管燃燒系統(tǒng)，當(dāng)物料溫度低于280℃時，控制輻射管2升溫速率為45℃/min；當(dāng)物料溫度高于280℃時，控制輻射管2升溫速率為25℃/min。熱解過程產(chǎn)生熱解氣和炭化物料，反應(yīng)器壓力控制在800Pa以內(nèi)。

當(dāng)熱解過程基本不產(chǎn)生熱解氣之后，提高每根輻射管溫度到700～950℃，同時由蒸汽入口16通入水蒸汽，通入的水蒸汽在反應(yīng)室隔板17內(nèi)被加熱升溫后，通過蒸汽噴嘴15噴入反應(yīng)室8中，與炭化物料充分接觸，炭化物料活化獲得活性炭?；钚蕴恐苽渫瓿珊?，進(jìn)行第二批次生物質(zhì)的進(jìn)料，進(jìn)料的同時對固定床反應(yīng)器上一次反應(yīng)制得的活性炭進(jìn)行出料，保持進(jìn)料和出料的連續(xù)性。輸送出的活性炭送入固體收集倉12中儲存。

本發(fā)明所述工藝方法可長期平穩(wěn)操作，所得到比較穩(wěn)定的熱解產(chǎn)物的產(chǎn)率見表2。

表1生物質(zhì)原料分析結(jié)果

表2活性炭數(shù)據(jù)結(jié)果

(備注：表1中M_ad表示空干基水分、A_ad表示空干基灰分、V_ad表示空干基揮發(fā)分、FC_ad表示空干基固定碳、S_t,ad表示空干基硫、C_ad表示空干基碳、H_ad表示空干基氫，Q_Net.ar的單位為MJ/kg，％為質(zhì)量百分比)

本發(fā)明實(shí)施例所述工藝方法可長期平穩(wěn)操作，并制備高品質(zhì)的活性炭，反應(yīng)器故障率極低。

需要說明的是，以上參照附圖所描述的各個實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明而非限制本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下對本發(fā)明進(jìn)行的修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。此外，除上下文另有所指外，以單數(shù)形式出現(xiàn)的詞包括復(fù)數(shù)形式，反之亦然。另外，除非特別說明，那么任何實(shí)施例的全部或一部分可結(jié)合任何其它實(shí)施例的全部或一部分來使用。