用于联产富氢合成气及活性炭的装置及方法、活性炭与流程

技术特征：
1.一种用于联产富氢合成气及活性炭的装置，其特征在于，所述装置为一体炉，所述一体炉具有一内腔，所述内腔自上至下分为炭化腔(10)和活化腔(20)；其中，所述炭化腔(10)具有煤颗粒进料口及水蒸气进气口；且所述炭化腔(10)具有底壁，所述底壁上设置有炭化物料出口；所述底壁还设置有加压装置，用于向所述炭化腔(10)内提供压力环境；所述活化腔(20)通过所述炭化物料出口与所述炭化腔(10)相连通，且所述活化腔(20)还具有富氢合成气出气口及活性炭出料口；所述活化腔(20)中从上至下设置有多个空心板(21)，所述空心板(21)表面分布有多个与其空心腔连通的通孔；所述活化腔(20)中还设置有水蒸气供应单元(22)，其与所述水蒸气进口相连，所述水蒸气供应单元(22)与各所述空心板(21)的空心腔分别连通，用于通过所述通孔供应水蒸气；所述空心板(21)具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端固定设置在所述活化腔(20)的内壁上，所述第二端与所述活化腔(20)的内壁之间具有间隙，且所述空心板(21)沿所述第一端至所述第二端向下倾斜设置；多个所述空心板之间形成用于使所述炭化物料向下移动的弯折形通道。2.根据权利要求1所述的用于联产富氢合成气及活性炭的装置，其特征在于，所述通孔处设置有水蒸气喷头；优选地，所述活化腔(20)中从上至下设置有9～10个所述空心板(21)；优选地，所述空心板(21)表面分布有10～15个与其空心腔连通的通孔；优选地，所述空心板(21)的空心腔内设置有供热装置。3.根据权利要求1所述的用于联产富氢合成气及活性炭的装置，其特征在于，所述第二端与所述活化腔(20)的内壁之间的间隙宽度为0.4～1.2m，相邻两个所述空心板(21)之间的最小垂直距离为0.2～0.3m。4.根据权利要求3所述的用于联产富氢合成气及活性炭的装置，其特征在于，所述空心板(21)沿所述第一端至所述第二端向下倾斜的角度为15～45
°
；优选地，所述弯折形通道为“之”字形通道。5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于联产富氢合成气及活性炭的装置，其特征在于，所述水蒸气供应单元(22)为水蒸气供应管，其一端延伸至所述一体炉的外部充当所述水蒸气进口，另一端贴合所述活化腔(20)的内壁延伸并与各所述空心板(21)的空心腔连通；或者，所述水蒸气供应单元(22)为设置在所述活化腔(20)的内部夹套。6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于联产富氢合成气及活性炭的装置，其特征在于，所述底壁具有两端，将远离所述炭化物料出口的一端记为第一端，靠近所述炭化物料出口的一端记为第二端；按所述第一端至所述第二端行进的顺序，所述底壁逐渐向下倾斜；优选地，所述底壁的倾斜角度为25～35
°
。7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于联产富氢合成气及活性炭的装置，其特征在于，所述炭化腔(10)还配置有第一加热装置，用于向所述炭化腔(10)提供热能；优选地，所述活化腔(20)还配置有第二加热装置，用于向所述活化腔(20)提供热能。8.根据权利要求6所述的用于联产富氢合成气及活性炭的装置，其特征在于，所述炭化腔(10)的长径比为(5.5～6)：1，所述活化腔(20)的高径比为(4.5～5)：1。9.根据权利要求1所述的用于联产富氢合成气及活性炭的装置，其特征在于，所述炭化腔(10)还具有循环气进气口，所述循环气进气口与所述富氢合成气出气口相连通。
10.一种用于联产富氢合成气及活性炭的方法，其特征在于，采用权利要求1至9中任一项所述的装置联产富氢合成气及活性炭，所述方法包括以下步骤：使煤颗粒通过煤颗粒进料口进入至炭化腔(10)中进行炭化反应，得到炭化物料；所述炭化物料通过炭化物料出口进入至活化腔(20)中，在水蒸气气氛下进行活化反应，得到富氢合成气及活性炭。11.根据权利要求10所述的用于联产富氢合成气及活性炭的方法，其特征在于，所述活化反应的处理温度为910～1050℃；优选地，所述活化反应的处理时间为15～60min。12.根据权利要求10或11所述的用于联产富氢合成气及活性炭的方法，其特征在于，所述煤颗粒由烟煤、无烟煤、粘结剂及钾盐经成型得到；优选地，所述煤颗粒为平均直径1.5～9mm的球状颗粒或长径比(1～7):1的柱状煤颗粒；优选地，所述烟煤的用量为所述烟煤和所述无烟煤总重量的15～25％；优选地，所述钾盐的用量为所述烟煤和所述无烟煤总重量的0.5～5％；进一步优选所述钾盐为k2co3；优选地，所述粘结剂的用量为所述烟煤和所述无烟煤总重量的30～36％。13.根据权利要求10至12中任一项所述的用于联产富氢合成气及活性炭的方法，其特征在于，所述炭化反应的处理温度为685～715℃；优选地，所述炭化反应的处理时间为0.6～1h。14.根据权利要求10至13中任一项所述的用于联产富氢合成气及活性炭的方法，其特征在于，以每克所述煤颗粒计，所述水蒸气的气流量为1.5～2.5ml/min。15.一种活性炭，其特征在于，所述活性炭由权利要求10至14中任一项所述的用于联产富氢合成气及活性炭的方法制备得到。

技术总结
本发明提供了用于联产富氢合成气及活性炭的装置及方法、活性炭。该装置为一体炉，一体炉具有一内腔，内腔自上至下分为炭化腔和活化腔。活化腔中从上至下设置有多个空心板，空心板表面分布有多个与其空心腔连通的通孔；活化腔中还设置有水蒸气供应单元，其与水蒸气进口相连，水蒸气供应单元与各空心板的空心腔分别连通，用于通过空心板的通孔供应水蒸气。基于上述装置，本发明可以有效实现炭化与气化活化的无缝衔接，以实现连续性气化活化生产，且该过程中没有固废产生，而且由于是不完全气化，CO2产生量大幅减少，从而显著提升了煤气化过程的原子经济性。同时，本发明可以在大幅度提高活化效率的同时保证活性炭品质并生成富氢合成气。合成气。合成气。


技术研发人员：刘朋 王焦飞 杨永峰 姚敏 于广锁 高静 刘楠
受保护的技术使用者：国家能源集团宁夏煤业有限责任公司
技术研发日：2022.10.28
技术公布日：2023/1/31