一种制备艾炭和艾草凝露的装置及方法与流程

技术特征：
1.一种制备艾炭和艾草凝露的装置，其特征在于：包括顶部上料机构(1)，固定床反应器(2)，底部下料机构(3)，氮气瓶(4)，电加热器(5)，除尘器(6)以及冷凝器(7)；所述固定床反应器(2)包括炉体，顶端进料口(21)，底端出料口(22)，底部进气口(23)，顶部出气口(24)，设置于炉体内侧壁的若干温度探头(25)，以及安装于底部进气口上方炉体内侧壁的格栅(26)；所述格栅(26)外接往复电机，所述往复电机固定于固定床反应器(2)外侧壁；所述氮气瓶(4)出气口连通所述电加热器(5)的进气口，所述电加热器(5)的出气口连通所述固定床反应器(2)的底部进气口(22)；所述电加热器(5)对通入所述固定床反应器(2)的氮气进行加热，所述温度探头(25)对固定床反应器(2)中气氛温度进行监测；所述顶部出气口(24)外接所述除尘器(6)进气口，所述除尘器(6)出气口连通所述冷凝器(7)进气口，冷凝的艾草凝露经由冷凝器(7)底部出液口流出。2.根据权利要求1所述的制备艾炭和艾草凝露的装置，其特征在于：所述冷凝器(7)上外接制冷机(8)，所述冷凝器(7)的冷却介质下进口连通制冷机(8)的出液口，冷凝器(7)的冷却介质上出口连通制冷机(8)的进液口。3.根据权利要求1或2所述的制备艾炭和艾草凝露的装置，其特征在于：所述冷凝器(7)的出气口连通吸附器(9)的进气口，吸附器(9)为活性炭吸附器。4.根据权利要求1所述的制备艾炭和艾草凝露的装置，其特征在于：所述顶部上料机构(1)包括横向螺旋进料器(11)和若干沿竖向排布于上料管路上的上料插板阀(12)，上料插板阀(12)为常闭状态；所述底部下料机构(3)包括若干沿竖向排布于下料管路上的下料插板阀(31)和成品储罐(32)，下料插板阀(31)为常闭状态。5.根据权利要求1所述的制备艾炭和艾草凝露的装置，其特征在于：所述固定床反应器(2)炉体外侧壁下部设置振动电机和固定于炉体外周的套环，所述振动电机通过敲击套环对固定床反应器(2)炉体外侧壁进行击打。6.根据权利要求(1)所述的制备艾炭和艾草凝露的装置，其特征在于：所述氮气瓶(4)与所述电加热器(5)之间气路上设置氮气球阀(41)和氮气流量表(42)，通过控制氮气球阀(41)调整氮气瓶(4)输出氮气流量，氮气流量表(42)对氮气流量进行实时监控；所述固定床反应器(2)炉体上部侧壁设置红外料位器(27)，所述红外料位器(27)包括相对设置的红外发射器(271)和红外接收器(272)，红外发射器(271)和红外接收器(272)的设置高度相同。7.一种制备艾炭和艾草凝露的方法，采用权利要求1-6中任一项所述制备艾炭和艾草凝露的装置，其特征在于：包括如下步骤：s1，将艾草进行造粒压缩成块，压制的艾草块含水率不高于20％wt；s2，将艾草块经由顶部上料机构(1)上料，通过顶端进料口(21)进入固定床反应器(2)内，落至格栅(26)上，当艾草块在固定床反应器(2)内堆积至预定物料高度时，停止上料；s3，将氮气瓶(4)输出的氮气经过底部进气口(22)进入固定床反应器(2)内，后经过格栅(26)从固定床反应器(2)的底部上升至顶部，将固定床反应器(2)中的空气驱逐出去；s4，开启电加热器(5)，通入加热氮气，使得固定床反应器(2)内艾草块在纯氮气氛下进行无氧加热炭化，制成艾炭成品；s5，控制往复电机带动格栅(26)抖动，将格栅(26)上的艾炭成品漏下，落至底端出料口
(24)处，通过底部下料机构(3)实现下料收集，通过顶部上料机构(1)向固定床反应器(2)内补料；s6，固定床反应器(2)内的气体通过顶部出气口(24)排出，气体通过除尘器(6)进行除尘，后进入冷凝器(7)，冷凝回收得到艾草凝露。8.根据权利要求7所述的制备艾炭和艾草凝露的方法，其特征在于：步骤s1中艾草块为圆柱体，直径为0.8cm，高为1-3cm，艾草块的生物质颗粒压缩密度为1.1-1.3t/m3；步骤s4中炉体底部进气压力为40-80mbar，炉体顶部出气压力为10-50mbar。9.根据权利要求8所述的制备艾炭和艾草凝露的方法，其特征在于：步骤s4中通入固定床反应器(2)内的加热氮气温度为t1，t1的数值为150-260℃，流量为0.9m3/h；步骤s4-步骤s5中当温度探头(25)探测到炉体内格栅(26)处气氛温度达到t1时，继续恒温炭化0-1h，使得格栅(26)上堆积的底部艾草块充分炭化为艾炭成品，后控制往复电机带动格栅(26)抖动，将格栅(26)上的艾炭成品漏下；待温度探头(25)探测到炉体内格栅(26)处气氛温度低于t1时，格栅(26)抖动停止，格栅(26)上方的物料不再漏下。10.根据权利要求8所述的制备艾炭和艾草凝露的方法，其特征在于：步骤s4中通入固定床反应器(2)内的加热氮气温度为t2，t2的数值为190-210℃，流量为0.9m3/h；步骤s4-步骤s5中当温度探头(25)探测到炉体内格栅(26)处气氛温度达到t2时，继续恒温炭化0-1h，使得格栅(26)上堆积的底部艾草块充分炭化为艾炭成品，后控制往复电机带动格栅(26)抖动，将格栅(26)上的艾炭成品漏下；待温度探头(25)探测到炉体内格栅(26)处气氛温度低于t2时，格栅(26)抖动停止，格栅(26)上方的物料不再漏下。

技术总结
本发明公开了一种制备艾炭和艾草凝露的装置及方法，该装置包括顶部上料机构，固定床反应器，底部下料机构，氮气瓶，电加热器，除尘器以及冷凝器；固定床反应器包括炉体，顶端进料口，底端出料口，底部进气口，顶部出气口，温度探头，以及安装于底部进气口上方炉体内侧壁的格栅；艾草块堆积于格栅上表面，往复电机带动格栅抖动，使得格栅上的艾炭成品漏下；冷凝的艾草凝露经由冷凝器底部出液口流出。本发明制备艾炭和艾草凝露的装置及方法，通过低温无氧炭化制备艾炭和艾草凝露，艾炭炭化均匀，不排放有害烟尘，而且艾草凝露的收率大幅提高，冷凝回收成本低，使艾草的利用率达到100％。使艾草的利用率达到100％。使艾草的利用率达到100％。


技术研发人员：张利亚 石绍利 张晏铭 郭丹丹
受保护的技术使用者：河南碳索新材料科技有限公司
技术研发日：2022.08.19
技术公布日：2022/11/22