一种生物炭活化成型装置的制作方法

1.本实用新型属于生物炭活化成型技术领域，具体来说涉及一种生物炭活化成型装置。


背景技术：

2.生物炭是生物质在缺氧环境下通过热化学转化获得的固体材料，具有成本低、可再生、制备工艺简单、能耗低、环境友好等优点，在吸附、催化等领域应用潜力巨大。为了得到高比表面积的成型活性炭，需要对生物炭进行活化和成型处理。
3.活性炭的成型工艺主要有直接活化炭质前驱体、人工合成前驱体和粉末活性炭粘结成型等，粉末活性炭粘结成型抗压强度高、吸附性能好，发展潜力巨大，中国专利申请cn202011041098.7、cn202122356352.9等采用此工艺。将粉末活性炭与粘结剂均匀混合是成型工艺的关键，常规混料装置存在混料不均匀等问题，会造成成型活性炭机械性能较差。
4.此外，成型活性炭的活化装置和成型装置通常是分离的，不仅会造成一定的能源浪费，而且生产效率较低。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种生物炭活化成型装置，能够一体化实现生物炭的活化与成型，且混料均匀、效率高。
6.本实用新型采取的技术方案是生物炭活化成型装置，包括搅拌进料系统、成型系统、活化系统，所述搅拌进料系统包括可转动的旋转混料器和螺旋混料送料装置，所述旋转混料器的出口与所述螺旋混料送料装置的入口连通，所述螺旋混料送料装置的出口与所述成型系统连接，所述成型系统与所述活化系统连接；所述成型系统包括阀门，所述阀门用于控制所述成型系统与所述活化系统的连通和断开。
7.优选地，所述搅拌进料系统还包括生物炭料斗和粘结剂料斗，所述生物炭料斗和所述粘结剂料斗的出口与所述旋转混料器的物料入口连接。
8.优选地，所述成型系统还包括挤压器、成型模具，所述挤压器与所述成型模具位置相对应，所述成型模具位于所述阀门的一侧。
9.优选地，所述阀门为旋转阀门，所述旋转阀门包括转盘和穿设在所述转盘中心的转轴，所述转盘上设置有开口。
10.优选地，所述活化系统还包括加热炉、传送带、进气口、出气口、气体循环泵；所述传送带设置在所述加热炉内，所述传送带的起始端位于所述阀门处；所述出气口通过所述气体循环泵与所述进气口连接，所述进气口与所述加热炉连接，所述加热炉、进气口、出气口内部连通。
11.优选地，所述旋转混料器由长叶片和短叶片组成，长叶片长度是短叶片长度的2倍，所述长叶片和短叶片宽度均为10～20mm，叶片间距为20～30mm。
12.优选地，所述螺旋混料送料装置的螺距为60～120mm，半径为50～200mm。
13.优选地，所述螺旋混料送料装置的螺旋叶片与内壁间距小于0.5mm。
14.优选地，所述冷却储存系统包括进水口、出水口和冷却储存室，所述进水口在冷却存储系统下端，所述出水口在冷却储存系统上端，所述冷却储存室设置在所述成型系统下方。
15.本实用新型的有益效果在于：
16.(1)活化成型效率高：活化装置和成型装置一体化，能够实现活化和成型连续进行，提高生产效率。
17.(2)成型效果好：旋转混料器和螺旋混料送料装置保证生物炭与粘结剂均匀混合，从而增强成型效果。
附图说明
18.图1为本实用新型所述生物炭活化成型装置的示意图；
19.图2为本实用新型所述旋转阀门的示意图。
20.其中：
21.1-混料系统；11-生物炭料斗；12-粘结剂料斗；13-旋转混料器；14-螺旋混料送料装置；
22.2-活化系统；21-挤压器；22-成型模具；23-旋转阀门；231-旋转轴；232-转盘；
23.3-活化系统；31-加热炉；32-传送带；33-尾气处理装置；34-进气口；35-出气口；36-气体循环泵；
24.4-冷却储存系统；41-进水口；42-出水口；43-冷却储存室。
具体实施方式
25.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
26.为了实现上述技术方案，如图1所示为本实用新型的实施例提供的一种生物炭活化成型装置，包括搅拌进料系统1、成型系统2、活化系统3和冷却储存系统4。其中，搅拌进料系统1包括生物炭料斗11、粘结剂料斗12、旋转混料器13和螺旋混料送料装置14；成型系统2包括挤压器21、成型模具22和阀门，挤压器21与成型模具22位置相对应，成型模具22位于阀门处，本实施方式的阀门选用旋转阀门23，旋转阀门23包括旋转轴231和转盘232，旋转轴231固定穿设在转盘232的中心处，如图2所示，转盘232上设置有开口，能够控制成型系统2和活化系统3的连通与断开；活化装置3包括加热炉31、传送带32、尾气处理装置33，并设有进气口34、出气口35和气体循环泵36；冷却储存系统4设有进水口41、出水口42和冷却储存室43。
27.生物炭料斗11和粘结剂料斗12的出口与旋转混料器13上方的物料入口连接；螺旋混料送料装置14右侧的入口与旋转混料器13侧下方出口连接；螺旋混料送料装置14左侧的出口与成型系统2上方入口连接；成型系统2右侧出口与活化系统3左侧入口连接；传送带32设置在加热炉31内部，并位于旋转阀门23的另一侧；活化系统3右侧出口与冷却储存系统4侧上方入口连接；进气口34在活化系统3右上侧，出气口35在活化系统3左下侧，出气口35通过气体循环泵36与进气口34连接；进水口41在冷却存储系统4左下侧，出水口42在冷却储存系统4右上侧。
28.生物炭料斗11的腔体内设置有旋转混料器13，旋转混料器13由长叶片和短叶片组成，长叶片长度是短叶片长度的2倍；长叶片和短叶片宽度均为10～20mm，叶片间距为20～30mm；
29.螺旋混料送料装置14的螺距为60～120mm，半径为50～200mm；螺旋叶片与内壁间距小于0.5mm。
30.本实用新型生物炭活化成型装置的工作过程如下：生物炭和粘结剂分别由生物炭料斗11和粘结剂料斗12放入旋转混料器13；从进气口34通入二氧化碳气体，排尽装置内的空气；生物炭和粘结剂在旋转混料器13搅拌后进入螺旋混料送料装置14再次搅拌并传送至成型系统2；挤压器21和成型模具22挤压原料得到成型生物炭；成型生物炭经过旋转阀门23进入加热炉31内传送带32活化；活化后成型生物炭进入冷却储存系统4中冷却储存室43冷却储存；活化后气体经过尾气处理装置33处理后由出气口35进入气体循环泵36循环利用。
31.其中，生物炭为粉末状生物炭，粒径小于2mm；旋转混料器转速为50～300r/min，螺旋混料送料装置转速为5～10r/min，旋转阀门转速为1～5r/min；传送带传送速度为100～300mm/min；加热炉内活化温度为800～900℃；尾气处理装置中放置氧化铜和/或氧化铁。
32.实施例1
33.一种生物炭活化成型装置，如图1、图2所示，包括搅拌进料系统1、成型系统2、活化系统3和冷却储存系统4。其中，搅拌进料系统1包括生物炭料斗11、粘结剂料斗12、旋转混料器13和螺旋混料送料装置14；成型系统2包括挤压器21、成型模具22和旋转阀门23；旋转阀门23包括旋转轴231和转盘232；活化装置3包括加热炉31、传送带32、尾气处理装置33、进气口34、出气口35和气体循环泵36；冷却储存系统4设有进水口41、出水口42、冷却储存室43。
34.生物炭料斗11和粘结剂料斗12的出口与旋转混料器13上方的物料入口连接，旋转混料器长叶片长度为200mm，短叶片长度为100mm，叶片宽度为10mm，叶片间距为20mm；螺旋混料送料装置14右侧的入口与旋转混料器13测下方出口连接，螺旋混料送料装置螺距为60mm，半径为50mm，螺旋叶片与内壁间距小于0.5mm；螺旋混料送料装置14左侧的出口与成型系统2上方入口连接；成型系统2右侧出口与活化系统3左侧入口连接；传送带32在加热炉31内部，传送带长度为2000mm，传送带宽度为100mm；活化系统3右侧出口与冷却储存系统4侧上方入口连接；进气口34在活化系统3右上侧，出气口35在活化系统3左下侧，出气口35通过气体循环泵36与进气口34连接；进水口41在冷却存储系统4左下侧，出水口42在冷却储存系统4右上侧。
35.粉末状生物炭和粘结剂分别由生物炭料斗和粘结剂料斗放入混料器，生物炭粒径小于2mm；从进气口通入二氧化碳气体，排尽装置内的空气；生物炭和粘结剂在混料器搅拌后进入螺旋混料送料装置再次搅拌并传送至挤压成型装置成型，旋转混料器转速为50r/min，螺旋混料送料装置转速为5r/min；成型后生物炭经过旋转阀门进入加热炉内传送带活化，加热炉内活化温度为800℃，旋转阀门转速为1r/min，传送带传送速度为100mm/min；活化后成型生物炭进入冷却储存系统冷却储存；尾气处理装置中放置足量氧化铜，活化后气体经过尾气处理装置处理后由出气口进入气体循环泵循环利用。制得圆柱状成型活性炭，比表面积738m2/g。
36.实施例2
37.一种生物炭活化成型装置，如图1、图2所示，包括搅拌进料系统1、成型系统2、活化
系统3、冷却储存系统4。其中，搅拌进料系统1包括生物炭料斗11、粘结剂料斗12、旋转混料器13、螺旋混料送料装置14；成型系统2包括挤压器21、成型模具22、旋转阀门23；旋转阀门23包括旋转轴231、转盘232；活化装置3包括加热炉31、传送带32、尾气处理装置33、进气口34、出气口35和气体循环泵36；冷却储存系统4设有进水口41、出水口42、冷却储存室43。
38.生物炭料斗11和粘结剂料斗12的出口与旋转混料器13上方的物料入口连接，旋转混料器长叶片长度为300mm，短叶片长度为150mm，叶片宽度为20mm，叶片间距为30mm；螺旋混料送料装置14右侧的入口与旋转混料器13测下方出口连接，螺旋混料送料装置螺距为120mm，半径为200mm，螺旋叶片与内壁间距小于0.5mm；螺旋混料送料装置14左侧的出口与成型系统2上方入口连接；成型系统2右侧出口与活化系统3左侧入口连接；传送带32在加热炉31内部，传送带长度为6000mm，传送带宽度为200mm；活化系统3右侧出口与冷却储存系统4侧上方入口连接；进气口34在活化系统3右上侧，出气口35在活化系统3左下侧，出气口35通过气体循环泵36与进气口34连接；进水口41在冷却存储系统4左下侧，出水口42在冷却储存系统4右上侧。
39.粉末状生物炭和粘结剂分别由生物炭料斗和粘结剂料斗放入混料器，生物炭粒径小于2mm；从进气口通入二氧化碳气体，排尽装置内的空气；生物炭和粘结剂在混料器搅拌后进入螺旋混料送料装置再次搅拌并传送至挤压成型装置成型，旋转混料器转速为200r/min，螺旋混料送料装置转速为10r/min；成型后生物炭经过旋转阀门进入加热炉内传送带活化，加热炉内活化温度为900℃，旋转阀门转速为5r/min，传送带传送速度为300mm/min；活化后成型生物炭进入冷却储存系统冷却储存；尾气处理装置中放置足量氧化铜，活化后气体经过尾气处理装置处理后由出气口进入气体循环泵循环利用。制得圆柱状成型活性炭，比表面积786m2/g。
40.实施例3
41.一种生物炭活化成型装置，如图1、图2所示，包括搅拌进料系统1、成型系统2、活化系统3、冷却储存系统4。其中，搅拌进料系统1包括生物炭料斗11、粘结剂料斗12、旋转混料器13、螺旋混料送料装置14；成型系统2包括挤压器21、成型模具22、旋转阀门23；旋转阀门23包括旋转轴231、转盘232；活化装置3包括加热炉31、传送带32、尾气处理装置33、进气口34、出气口35和气体循环泵36；冷却储存系统4设有进水口41、出水口42、冷却储存室43。
42.生物炭料斗11和粘结剂料斗12的出口与旋转混料器13上方的物料入口连接，旋转混料器长叶片长度为250mm，短叶片长度为125mm，叶片宽度为15mm，叶片间距为25mm；螺旋混料送料装置14右侧的入口与旋转混料器13测下方出口连接，螺旋混料送料装置螺距为90mm，半径为100mm，螺旋叶片与内壁间距小于0.5mm；螺旋混料送料装置14左侧的出口与成型系统2上方入口连接；成型系统2右侧出口与活化系统3左侧入口连接；传送带32在加热炉31内部，传送带长度为3000mm，传送带宽度为100mm；活化系统3右侧出口与冷却储存系统4侧上方入口连接；进气口34在活化系统3右上侧，出气口35在活化系统3左下侧，出气口35通过气体循环泵36与进气口34连接；进水口41在冷却存储系统4左下侧，出水口42在冷却储存系统4右上侧。
43.粉末状生物炭和粘结剂分别由生物炭料斗和粘结剂料斗放入混料器，生物炭粒径小于2mm；从进气口通入二氧化碳气体，排尽装置内的空气；生物炭和粘结剂在混料器搅拌后进入螺旋混料送料装置再次搅拌并传送至挤压成型装置成型，旋转混料器转速为100r/
min，螺旋混料送料装置转速为6r/min；成型后生物炭经过旋转阀门进入加热炉内传送带活化，加热炉内活化温度为850℃，旋转阀门转速为3r/min，传送带传送速度为200mm/min；活化后成型生物炭进入冷却储存系统冷却储存；尾气处理装置中放置足量氧化铁，活化后气体经过尾气处理装置处理后由出气口进入气体循环泵循环利用。制得圆柱状成型活性炭，比表面积744m2/g。
44.在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，不应理解为对本发明的限制；除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
45.对于上述的本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识未作过多描述。

技术特征：
1.一种生物炭活化成型装置，其特征在于，包括搅拌进料系统、成型系统、活化系统，所述搅拌进料系统包括可转动的旋转混料器和螺旋混料送料装置，所述旋转混料器的出口与所述螺旋混料送料装置的入口连通，所述螺旋混料送料装置的出口与所述成型系统连接，所述成型系统与所述活化系统连接；所述成型系统包括阀门，所述阀门用于控制所述成型系统与所述活化系统的连通和断开。2.根据权利要求1所述的生物炭活化成型装置，其特征在于，所述搅拌进料系统还包括生物炭料斗和粘结剂料斗，所述生物炭料斗和所述粘结剂料斗的出口与所述旋转混料器的物料入口连接。3.根据权利要求1所述的生物炭活化成型装置，其特征在于，所述成型系统还包括挤压器、成型模具，所述挤压器与所述成型模具位置相对应，所述成型模具位于所述阀门的一侧。4.根据权利要求1所述的生物炭活化成型装置，其特征在于，所述阀门为旋转阀门，所述旋转阀门包括转盘和穿设在所述转盘中心的转轴，所述转盘上设置有开口。5.根据权利要求3所述的生物炭活化成型装置，其特征在于，所述活化系统还包括加热炉、传送带、进气口、出气口、气体循环泵；所述传送带设置在所述加热炉内，所述传送带的起始端位于所述阀门处；所述出气口通过所述气体循环泵与所述进气口连接，所述进气口与所述加热炉连接，所述加热炉、进气口、出气口内部连通。6.根据权利要求1所述的生物炭活化成型装置，其特征在于，所述旋转混料器由长叶片和短叶片组成，长叶片长度是短叶片长度的2倍，所述长叶片和短叶片宽度均为10～20mm，叶片间距为20～30mm。7.根据权利要求1所述的生物炭活化成型装置，其特征在于，所述螺旋混料送料装置的螺距为60～120mm，半径为50～200mm。8.根据权利要求7所述的生物炭活化成型装置，其特征在于，所述螺旋混料送料装置的螺旋叶片与内壁间距小于0.5mm。9.根据权利要求1所述的生物炭活化成型装置，其特征在于，还包括冷却储存系统，所述冷却储存系统包括进水口、出水口和冷却储存室，所述进水口在冷却存储系统下端，所述出水口在冷却储存系统上端，所述冷却储存室设置在所述成型系统下方。

技术总结
本实用新型属于生物炭活化成型技术领域，公开了一种生物炭活化成型装置，包括搅拌进料系统、成型系统、活化系统，所述搅拌进料系统包括可转动的旋转混料器和螺旋混料送料装置，所述旋转混料器的出口与所述螺旋混料送料装置的入口连通，所述螺旋混料送料装置的出口与所述成型系统连接，所述成型系统与所述活化系统连接；所述成型系统包括阀门，所述阀门用于控制所述成型系统与所述活化系统的连通和断开。本实用新型混料均匀，活化与成型一体化，能够实现生物炭连续活化与成型。实现生物炭连续活化与成型。实现生物炭连续活化与成型。


技术研发人员：贾宝 冉龙飞 崔恒宾 柴宝华 高徐军 高丽娟 李文涛 马勃 雷永智
受保护的技术使用者：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2023.04.17
技术公布日：2023/7/17