一种处理油樟叶渣基质的低温碳化设备的制作方法

1.本实用新型涉及油樟叶基质处理技术领域，具体涉及一种处理油樟叶渣基质的低温碳化设备。


背景技术：

2.我国油樟资源丰富，油樟叶渣通常被直接焚烧处理或者就地堆放腐烂，既污染环境同时也带来资源浪费。油樟叶渣中含有丰富的碳源，含碳量在48％左右，非常适合用制备活性炭的原料。近年来，随着活性炭研究的不断深入，活性炭应用已经逐渐发展到气体净化、废水处理等环保领域，利用油樟叶制备活性炭，不仅有利于减少废弃油樟叶渣对环境的污染，还可以增加经济效益，实现变废为宝。
3.油樟叶渣为碳材料具有较高的比表面积、丰富的孔结构、极好的化学稳定性等特性，传统的碳化设备结构复杂，体积较大，往往会使其结构塌陷，无法充分发挥碳材料的特性和优势。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种处理油樟叶渣基质的低温碳化设备，使得设备的结构简单且体积较小，在低温条件下既能使油樟叶渣碳化，又能在一定程度上保持原料的微观形貌结构和特性，并实现了油樟叶渣的资源合理化利用。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用了以下方案：
6.一种处理油樟叶渣基质的低温碳化设备，包括干燥粉碎箱和低温碳化箱，干燥粉碎箱与低温碳化箱之间通过活动隔板阻断或导通，干燥粉碎箱顶部设有排气口，干燥粉碎箱内设有粉碎装置和第一加热装置，低温碳化箱设有与之连通的第一管道、第二管道和第三管道，第一管道用于输入酸式硫酸盐进入低温碳化箱，第二管道用于输入清洗液，第三管道用于输入惰性气体，第二管道与低温碳化箱内部的喷淋头连通，低温碳化箱的外侧壁设有加热腔，加热腔内设有第二加热装置，低温碳化箱底部设有出料口和排水口。本实用新型的干燥粉碎箱能有效降油樟也粉碎后进行快速干燥，干燥后的油樟也渣进入到碳化箱内，通入酸式硫酸盐，将干燥后的生物质埋没在酸式硫酸盐中盐浴，并通过第二加热装置将碳化箱加热至200℃低温碳化，酸式硫酸盐在180-220℃温度下水解为硫酸并放出大量的热量，在这个过程中硫酸由于其强烈的脱水作用，将油樟叶渣中的氢、氧元素按照2:1的比例脱去，剩下以碳为主要成分的碳化产物冷却后分离硫酸盐和碳化后产物，将碳化后产物清洗干燥，获得所需碳材料，本实用新型实现了低温碳化，结构简单，各箱体的体积也较小，制备过程安全无污染，还能在一定程度上保持油樟叶渣的微观形貌和特性，有利于充分发挥碳材料的特性和优势。
7.优选的，所述干燥粉碎箱的侧壁上设有进风口，进风口处设有鼓风机，鼓风机的出风方向斜向上。鼓风机能加快干燥粉碎箱内热量的扩散，还能将下方的油樟也渣吹起，使得油樟也渣的干燥效率更高，干燥效果也更佳。
8.优选的，所述进风口上设有密目式钢丝网。防止粉碎后的油樟叶渣大量进入到鼓风机内，减少对鼓风机的影响。
9.优选的，所述粉碎装置包括三相异步电机、转轴和刀片，三相异步电机设置在干燥粉碎箱顶部，其输出端朝下，转轴一端通过联轴器与三相异步电机的输出端连接，另一端延伸至干燥粉碎箱内部，刀片呈螺旋形绕设在转轴上。
10.优选的，所述转轴为中空结构，其中空结构内设有发热电阻丝。进一步加快干燥粉碎箱的干燥效率。
11.优选的，所述第一加热装置和第二加热装置均为红外加热装置。
12.优选的，所述低温碳化箱内顶部设有多个与第二管道接通的喷淋头。喷淋头用于将碳化后的低温碳化物与硫酸盐分离。
13.优选的，所述排水口处设有过滤网。过滤网避免油樟叶渣从排水口处被排出，减少原料的浪费，节约成本。
14.优选的，所述干燥粉碎箱与低温碳化箱之间一体化设有漏斗状的漏料器，漏料器的进口端位于活动隔板下方。漏斗状的漏料器能加快经干燥粉碎后的油樟叶渣快速的进入碳化箱内。
15.优选的，所述干燥粉碎箱侧壁上水平对称开设有两个矩形口，矩形口与活动隔板的尺寸匹配，矩形口周向设有密封胶条，低温碳化内壁设有与矩形口底面齐平的导向杆，活动隔板从其中一个矩形口滑入并从另一个矩形口滑出将干燥粉碎箱与低温碳化箱阻断。两个水平对称的矩形口便于活动隔板的插入和抽出，能简单快捷的实现对干燥粉碎箱与碳化箱之间隔断和导通，矩形口上的密封胶条能有效降低干燥粉碎箱内的热量逸出，保证干燥的效率。
16.本实用新型具有的有益效果：
17.1、本实用新型实现了低温碳化，结构简单，制备过程安全无污染，还能在一定程度上保持油樟叶渣的微观形貌和特性，有利于充分发挥碳材料的特性和优势。
18.2、本实用新型将干燥与粉碎两个设备集成到同一个设备上，节约了设备成本，提高整个装置的集成度，使得其体积更小。
附图说明
19.图1为本实用新型的结构示意图。
20.附图标记：1-干燥粉碎箱，2-低温碳化箱，3-漏料器，4-三相异步电机，5-联轴器，6-转轴，7-刀片，8-第一加热装置，9-鼓风机，10-密目式钢丝网，11-活动隔板，12-排气口，13-第一管道，14-第二管道，15-第三管道，16-喷淋头，17-排水口，18-出料口，19-过滤网，20-第二加热装置。
具体实施方式
21.下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。
23.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“安装”、“相连”、“连接”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；可以是机械连接，也可以是电连接；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实用新型中的具体含义。
24.实施例
25.如图1所示，一种处理油樟叶渣基质的低温碳化设备，包括矩形空状的干燥粉碎箱1和低温碳化箱2，干燥粉碎箱1与低温碳化箱2之间通过活动隔板11阻断或导通，干燥粉碎箱1顶部设有排气口12，排气口12用于将干燥后的气体排出，干燥粉碎箱1内设有粉碎装置和第一加热装置8，干燥粉碎箱1内壁安装有温度传感器，干燥温度选择在80-100℃之间，干燥时间为6-12h，干燥后的油樟叶在粉碎装置作用下，粉碎至1cm左右的小段然后进入到低温碳化箱2，低温碳化箱2设有与之连通的第一管道13、第二管道14和第三管道15，第一管道13用于输入酸式硫酸盐进入低温碳化箱2，酸式硫酸盐选用粒度不大于150μm的硫酸氢钠或者硫酸氢钾，油樟叶渣与酸式硫酸盐的质量比为1：(3-20)，第二管道14用于输入清洗液，第三管道15用于输入惰性气体，第二管道14与低温碳化箱2内部的喷淋头16连通，低温碳化箱2的外侧壁设有加热腔，加热腔内设有第二加热装置20，第二加热装置20以1-5℃/min的升温速率升温至180-220℃，低温碳化的升温过程在惰性气体气氛下进行，惰性气体选用氮气或者氩气，低温碳化箱2底部设有出料口18和排水口17。本实用新型的干燥粉碎箱1能有效降油樟也粉碎后进行快速干燥，干燥后的油樟也渣进入到碳化箱内，通入酸式硫酸盐，将干燥后的生物质埋没在酸式硫酸盐中盐浴，并通过第二加热装置20将碳化箱加热至200℃低温碳化，酸式硫酸盐在180-220℃温度下水解为硫酸并放出大量的热量，在这个过程中硫酸由于其强烈的脱水作用，将油樟叶渣中的氢、氧元素按照2:1的比例脱去，剩下以碳为主要成分的碳化产物冷却后分离硫酸盐和碳化后产物，将碳化后产物清洗干燥，获得所需碳材料，本实用新型实现了低温碳化，结构简单，各箱体的体积也较小，制备过程安全无污染，还能在一定程度上保持油樟叶渣的微观形貌和特性，有利于充分发挥碳材料的特性和优势。
26.具体的，所述干燥粉碎箱1的侧壁上设有进风口，进风口处设有鼓风机9，所述进风口上设有密目式钢丝网10。防止粉碎后的油樟叶渣大量进入到鼓风机9内，减少对鼓风机9的影响，鼓风机9的出风方向斜向上。鼓风机9能加快干燥粉碎箱1内热量的扩散，还能将下方的油樟也渣吹起，使得油樟也渣的干燥效率更高，干燥效果也更佳。
27.具体的，所述粉碎装置包括三相异步电机4、转轴6和刀片7，三相异步电机4设置在干燥粉碎箱1顶部，其输出端朝下，转轴6一端通过联轴器5与三相异步电机4的输出端连接，另一端延伸至干燥粉碎箱1内部，刀片7呈螺旋形绕设在转轴6上，三相异步电机4转动速度较慢时，刀片7不会对油樟叶进行大量粉碎，此时只是起到搅拌油樟也的作用，加速油樟叶的干燥速度，油樟叶干燥完成后，三相异步电机4的速度加快，此时刀片7的高速旋转对干燥的油樟叶进行粉碎处理，形成油樟叶渣。
28.具体的，所述转轴6为中空结构，其中空结构内设有发热电阻丝。进一步加快干燥
粉碎箱1的干燥效率。
29.具体的，所述第一加热装置8和第二加热装置20均为红外加热装置。
30.具体的，所述低温碳化箱2内顶部设有多个与第二管道14接通的喷淋头16。喷淋头16用于将碳化后的低温碳化物与硫酸盐分离。
31.具体的，所述排水口17处设有过滤网19。过滤网19避免油樟叶渣从排水口17处被排出，减少原料的浪费，节约成本。
32.具体的，所述干燥粉碎箱1与低温碳化箱2之间一体化设有漏斗状的漏料器3，漏料器3的进口端位于活动隔板11下方。漏斗状的漏料器3能加快经干燥粉碎后的油樟叶渣快速的进入碳化箱内。
33.具体的，所述干燥粉碎箱1侧壁上水平对称开设有两个矩形口，矩形口与活动隔板11的尺寸匹配，矩形口周向设有密封胶条，低温碳化内壁设有与矩形口底面齐平的导向杆，活动隔板11从其中一个矩形口滑入并从另一个矩形口滑出将干燥粉碎箱1与低温碳化箱2阻断。两个水平对称的矩形口便于活动隔板11的插入和抽出，能简单快捷的实现对干燥粉碎箱1与碳化箱之间隔断和导通，矩形口上的密封胶条能有效降低干燥粉碎箱1内的热量逸出，保证干燥的效率。
34.本实用新型的工作原理：将油樟叶放入干燥粉碎箱1内，启动三相异步电机4和第一发热装置，此时电机的转速很低，带动转轴6低速转动，此时刀片7对油樟叶实施搅拌的作用，在第一加热装置8的配合下，能快速的将油樟叶进行干燥，干燥完成后，加快三相异步电机4的转速，此时刀片7高速旋转，对干燥后的油樟叶进行切割粉碎，粉碎完成后，手动将活动隔板11从矩形口中抽出，使得粉碎后的油樟叶渣经漏料器3进行低温碳化箱2，经过相应管道及阀门通入适量的酸式硫酸盐及惰性气体，并开启第二加热装置20，以1-5℃/min的升温速率升温至180-220℃，酸式硫酸盐在180-220℃温度下水解为硫酸并放出大量的热量，在这个过程中硫酸由于其强烈的脱水作用，将油樟叶渣中的氢、氧元素按照2:1的比例脱去，剩下以碳为主要成分的碳化产物，此时停止加热，低温碳化箱2内冷却后，喷淋头16对碳化产物进行清洗，清洗后的液体经排水口17流出，剩下的物质油排料口排出，简单的实现油樟叶渣的碳化，使得本设备制备的碳材料不仅制备过程安全无污染，还能在一定程度上保持生物质植物器官原料的微观形貌和特性，有利于充分发挥碳材料的特性和优势。
35.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。