[发明专利]一种微波碳化设备

说明书

技术领域

本发明属于制碳设备技术领域，涉及一种微波碳化设备。

背景技术

多孔炭材料因为其孔机构发达，吸附能力较强。近年来已经成为热议的话题，多孔炭材料多应用于高效吸附剂和催化剂载体以及处理重金属残余等领域。并且主要的重点在于炭化与活化过程。

所谓炭化就是合碳有机物在高温条件下排除大部分非碳元素—氢和氧。发生脱氧，环化，缩聚和交联等化学反应，而获释的元素碳原子则组合成通称为基本石墨微晶的有序结晶生成物。微晶的相互排列是不规则的从而微晶之间留有空隙。【活性炭吸附技术及其在环境工程中的应用/郭坤敏编著—北京：化学工业出版社，2016.1 ISBN 978-122-25480-1】。

活化是指在炭化的基础上在同一方向上的进一步扩大孔隙结构。而不同材质的炭化物，其孔的总体积和孔体积的分布也不尽相同，导致其吸附能力也存在着差异。其中活化程度还和所选用的活化剂类型关系密切，活化时间同样影响空隙结构。当烧失率小于50％时，可以得到微孔活性炭，而烧失率在50％-75％之间时，是大孔和微孔的混合结构，当烧失率大于75％时，得到大孔活性炭。【活性炭吸附技术及其在环境工程中的应用/郭坤敏编著—北京：化学工业出版社，2016.1 ISBN 978-122-25480-1】。

用于活化的催化剂可以是氧气，二氧化碳。也可以是水蒸气或氢氧化钾。氧气与炭在温度达到600℃时，即可活化，水蒸气与炭在温度达到800-950℃时，发生活化现象。水蒸气能够使反应均匀的进行，而总体上来说，二氧化碳作活化剂的效果更佳。

活化之后，用循环水对活化料进行冷却(或采用风冷)，使温度下降到60℃以下，然后经过铁锤进行碎化处理，最后筛分包装。

在炭化过程中所生成的甲烷，一氧化碳可以作为能源资源集中回收储存。炭化过程中的醋酸，焦油集中在炭化箱底部进行收集。在活化过程中所生成的一氧化碳可以作为附生产品进行出售。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种微波碳化设备，本发明所要解决的技术问题是如何无污染制碳。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种微波碳化设备，其特征在于，包括密封的箱体和向箱体内充二氧化碳气体的主气管，所述箱体上开设有入料口和出料口，所述入料口处设置有设位于箱体内的入料装置，所述箱体内依次设置有木材粉碎机、木屑搅拌机、成型机、微波碳化装置、木炭活化装置和出料装置，所述出料装置设置在出料口处；所述入料口处设置有位于箱体内的支气管一，所述箱体内还设置有支气管二和支气管三，所述支气管一、支气管二和支气管三均与所述主气管相通，所述支气管二的出气端位于所述箱体的中部，所述支气管三与所述微波碳化装置相连。

外部给箱体内不断的提供二氧化碳气体，并持续保持箱体内的二氧化碳浓度，支气管一在一定程度上将入料口处气封，防止外界空气与箱体内的气体进行对流，支气管二与支气管一一起对箱体内的气体进行更换；经过截断后的木材经过木材粉碎机粉碎之后，通过木屑搅拌机将木屑和其他黏着物质进行搅拌，使木屑形成泥状，然后经过成型机将木屑泥制成指定形状，成型后的木屑在微波碳化装置的作用下被碳化；将碳化后的木炭进行活化即可获得活性炭，最后由出料装置将成品活性炭排出。

支气管二还能够实现换气的功能，将箱体内的废气顺支气管二和主气管排出，并对其进行处理，实现无污染作业。

在上述的一种微波碳化设备中，所述入料装置包括由滚轮带动的第一传送带，所述第一传送带的外表面设置有若干隔条，所述隔条与所述第一传送带所在平面之间呈一夹角，该夹角在30°～60°之间，所述箱体上固定设置有与所述第一传送带相互垂直的两块护板，两块所述护板分别位于所述第一传送带的两侧。

第一传送带向上方倾斜，以方便木材的传送和运输，在第一传送带上设置的隔条与第一传送带所在平面之间呈一夹角，在护板的作用下，木材不会掉落，在护板末端时，木材沿隔条滑落，进入下一作业步骤。

作为优选，隔条与第一传送带所在平面之间夹角为45°。