生物质活性炭的制备系统及其制备方法

技术领域

本发明涉及生物质能源技术领域，特别涉及生物质活性炭的制备系统及其制备方法。

活性炭是一种高吸附性能的碳材料，由于其丰富的孔结构、发达的比表面积和优良的吸附性能，被广泛应用于液体和气体的净化、溶剂回收以及作为催化剂等，且其需求量逐年增加，由于传统的制备活性炭的原料为不可再生资源煤炭，随着能源环境问题的日趋严重，以农、林废物等为原料制备生物质活性炭的原料已成为必然的选择。

目前，制备生物质活性炭常用的方法是物理活化法，该方法是以稻壳、花生壳和玉米芯为原料，以外部输入的水蒸气和二氧化碳为活化剂制备生物质活性炭。

然而，现有技术通过外部输入的水蒸气和二氧化碳作为活化剂制备生物质活性炭，无法有效利用生物质热解所产生的能量，从而会导致生物质活性炭的制备成本增加。

发明内容

本发明实施例提供了生物质活性炭的制备系统及其制备方法，可以降低生物质活性炭的制备成本。

第一方面，本发明提供了生物质活性炭的制备系统，包括：管式活化器、活化仓和冷却仓；

所述管式活化器的固态物料出口与所述活化仓的第一固态物料进口相连，所述活化仓的物料出口与所述冷却仓的固态物料进口相连，所述冷却仓的固态物料出口用于输出成品的生物质活性炭；

所述管式活化器，用于在获取到外部从所述管式活化器的混合物料进口输入的高温碳粉和生物质热解气时，通过所述生物质热解气对所述高温碳粉进行活化得到第一次活化后的碳粉和含尘烟气，将所述第一次活化后的碳粉从所述管式活化器的固态物料出口输送至所述活化仓，其中，所述高温碳粉和所述生物质热解气为生物质经过热解后的产物，所述第一次活化后的碳粉的比表面积大于所述高温碳粉的所述比表面积，所述含尘烟气携带所述第一次活化后的碳粉，所述混合物料进口位于所述管式活化器的底部；

所述活化仓，用于通过外部输入的水蒸气对所述第一次活化后的碳粉进行第二次活化得到第二次活化后的碳粉，将所述第二次活化后的碳粉从所述活化仓的物料出口输送至所述冷却仓，其中，所述第二次活化后的碳粉的所述比表面积大于所述第一次活化后的碳粉的所述比表面积；

所述冷却仓，用于获取所述第二次活化后的碳粉，通过外部输入的冷水对所述第二次活化后的碳粉进行冷却，得到成品的所述生物质活性炭。

优选地，

进一步包括：旋风除尘器和收集仓；

所述旋风除尘器的物料进口与所述管式活化器的气态物料出口相连，所述旋风除尘器的固态物料出口与所述收集仓的物料进口相连，所述收集仓的物料出口与所述活化仓的第二固态物料进口相连，其中，所述旋风除尘器的固态物料出口位于所述旋风除尘器的底部；

所述旋风除尘器，用于控制来自所述管式活化器的所述含尘烟气旋转运动，使得所述含尘烟气中的所述第一次活化后的碳粉在重力作用下下落至所述收集仓，通过所述收集仓将所述第一次活化后的碳粉输送至所述活化仓，并输出所述含尘烟气中去除所述第一次活化后的碳粉的循环热解气。

优选地，

进一步包括：热解气炉；

所述热解气炉的物料出口与所述管式活化器的第一气态物料进口相连接，所述热解气炉的物料进口与所述旋风除尘器的气态物料出口相连接，其中，所述管式活化器的第一气态物料进口位于所述管式活化器的底部，所述热解气炉的物料进口位于所述热解气炉的底部，所述热解气炉的物料出口位于所述热解气炉的顶部，所述旋风除尘器的气态物料出口位于所述旋风除尘器的顶部；

所述热解气炉，用于点燃来自所述旋风除尘器的所述循环热解气，通过所述循环热解气被点燃后释放出的热量对所述热解气炉中的所述生物质热解气进行加热，得到高温热解气，控制所述高温热解气的温度达到第一温度范围，并将所述高温热解气从所述热解气炉的物料出口输送至所述管式活化器，使得所述管式活化器内的温度达到第二温度范围，其中，所述第二温度范围为所述管式活化器内所述高温碳粉活化所需要的温度，所述第一温度范围的最大值不大于所述第二温度范围的最小值。

优选地，

进一步包括：锅炉；

所述锅炉的液态物料进口与所述冷却仓的液态物料出口相连，所述锅炉的第一气态物料出口与所述管式活化器的第二气态物料进口相连，所述锅炉的第二气态物料出口与所述活化仓的气态物料进口相连，其中，所述锅炉的气态物料出口位于所述锅炉的顶部，所述活化仓的气态物料进口位于所述活化仓的底部；

所述锅炉，用于点燃所述旋风除尘器输出的所述循环热解气，通过利用所述循环热解气燃烧产生的热量，对所述冷却仓输出的热水进行加热得到水蒸气，将所述水蒸气从所述锅炉的第一气态物料出口输送至所述管式活化器，将所述水蒸气从所述锅炉的第二气态物料出口输送至所述活化仓，其中，所述热水为所述冷却仓通过外部输入的冷水对所述第二次活化后的碳粉进行热交换后所得到的水。

优选地，

进一步包括：第一调节装置和第一控制装置；

所述第一调节装置设置在所述锅炉的第一气态物料出口处，所述第一控制装置设置在所述管式活化器的气态物料出口处；

所述第一控制装置，用于检测所述管式活化器输出的所述含尘烟气中的水蒸气含量，当所述水蒸气含量位于第一范围内时，向所述第一调节装置发送第一调节信号；当所述水蒸气含量低于所述第一范围的最小值时，向所述第一调节装置发送第二调节信号；当所述水蒸气含量大于所述第一范围的最大值时，向所述第一调节装置发送第三调节信号；

所述第一调节装置，用于在接收到所述第一调节信号时，将第一阀门的开度调节至第一值，在接收到所述第二调节信号时，将所述第一阀门的开度调节至第二值，在接收到所述第三调节信号时，将所述第一阀门的开度调节至第三值，其中，所述第一阀门设置在所述锅炉的第一气态物料出口处，所述第二值对应所述锅炉输出的水蒸气含量大于所述第一值对应所述锅炉输出的水蒸气含量，所述第三值对应所述锅炉输出的水蒸气含量小于所述第一值对应所述锅炉输出的水蒸气含量。

优选地，

进一步包括：第二调节装置和第二控制装置；

所述第二调节装置设置在所述锅炉的第二气态物料出口处，所述第二控制装置设置在所述活化仓的物料出口处；

所述第二控制装置，用于检测所述活化仓输出的所述第二次活化后的碳粉的水蒸气含量，当所述水蒸气含量位于第二范围内时，向所述第二调节装置发送第四调节信号；当所述水蒸气含量低于所述第二范围的最小值时，向所述第二调节装置发送第五调节信号；当所述水蒸气含量大于所述第二范围的最大值时，向所述第二调节装置发送第六调节信号；

所述第二调节装置，用于在接收到所述第四调节信号时，将第二阀门的开度调节至第四值，在接收到所述第五调节信号时，将所述第二阀门的开度调节至第五值，在接收到所述第六调节信号时，将所述第二阀门的开度调节至第六值，其中，所述第二阀门设置在所述锅炉的第二气态物料出口处，所述第五值对应所述锅炉输出的水蒸气含量大于所述第四值对应所述锅炉输出的水蒸气含量，所述第六值对应所述锅炉输出的水蒸气含量小于所述第四值对应所述锅炉输出的水蒸气含量。

优选地，

所述冷却仓，包括内套管和外套管，其中，所述内套管设置在所述外套管内，所述内套管的外壁与所述外套管的内壁之间形成容纳空间，所述冷水在所述容纳空间内流动，所述第二次活化后的碳粉在所述内套管内流动；

在所述内套管的所述第二次活化后的碳粉的热传递作用下，所述冷水在从所述外套管的入口流动至所述外套管的出口时转换为热水，其中，所述内套管内的所述第二次活化后的碳粉的流动方向与所述外套管内的所述冷水的流动方向相反。

第二方面，本发明提供了生物质活性炭的制备系统的制备方法，包括：

利用管式活化器，在获取到外部从所述管式活化器的混合物料进口输入的高温碳粉和生物质热解气时，通过所述生物质热解气对所述高温碳粉进行活化得到第一次活化后的碳粉和含尘烟气，其中，所述高温碳粉和所述生物质热解气为生物质经过热解后的产物，所述含尘烟气携带所述第一次活化后的碳粉，所述混合物料进口位于所述管式活化器的底部；

利用管式活化器，将所述第一次活化后的碳粉从所述管式活化器的固态物料出口输送至活化仓，其中，所述第一次活化后的碳粉的比表面积大于所述高温碳粉的所述比表面积；

利用所述活化仓，通过外部输入的水蒸气对所述管式活化器输出的所述第一次活化后的碳粉进行第二次活化得到第二次活化后的碳粉，其中，所述第二次活化后的碳粉的所述比表面积大于所述第一次活化后的碳粉的所述比表面积；

利用所述活化仓，将所述第二次活化后的碳粉从所述活化仓的物料出口输送至冷却仓；

利用所述冷却仓，用于获取所述活化仓输出的所述第二次活化后的碳粉；

利用所述冷却仓，通过外部输入的冷水对所述第二次活化后的碳粉进行冷却，得到成品的所述生物质活性炭。

优选地，

在所述利用所述活化仓，将所述第二次活化后的碳粉从所述活化仓的物料出口输送至冷却仓之后，进一步包括：

利用旋风除尘器，控制来自所述管式活化器的所述含尘烟气旋转运动，使得所述含尘烟气中的所述第一次活化后的碳粉在重力作用下下落至所述收集仓；

通过所述收集仓将所述第一次活化后的碳粉输送至所述活化仓；

利用旋风除尘器，输出所述含尘烟气中去除所述第一次活化后的碳粉的循环热解气。

优选地，

在所述利用旋风除尘器，输出所述含尘烟气中去除所述第一次活化后的碳粉的循环热解气之后，进一步包括：

利用热解气炉，点燃来自所述旋风除尘器的所述循环热解气，通过所述循环热解气被点燃后释放出的热量对所述热解气炉中的所述生物质热解气进行加热，得到高温热解气，使得所述高温热解气的温度达到第一温度范围；

利用热解气炉，将所述高温热解气从所述热解气炉的物料出口输送至所述管式活化器，使得所述管式活化器内的温度达到第二温度范围，其中，所述第二温度范围为所述管式活化器内所述高温碳粉活化所需要的温度，所述第一温度范围的最大值不大于所述第二温度范围的最小值。

本发明实施例提供了生物质活性炭的制备系统及其制备方法，生物质热解会产生高温碳粉和生物质热解气，为了有效地利用生物质热解所产生的能量，避免造成资源的浪费，可以将生物质热解所产生的高温碳粉作为原料进行生物质活性炭的制备。基于此，可以将生物质热解所产生的高温碳粉和生物质热解气从管式活化器的混合物料进口输送至管式活化器进行对高温碳粉的活化，由于生物质热解气中携带有水蒸气，而水蒸气可以作为高温碳粉活化的物理活化剂，因此，可以通过生物质热解气对高温碳粉进行活化，得到第一次活化后的碳粉和含尘烟气，高温碳粉经过第一次活化后比表面积会增大。同时，为了避免管式活化器中的碳粉活化不充分，可以将第一次活化后的碳粉输送至活化仓进行第二次活化，经过第二次活化后的碳粉比表面积会进一步增大。由于经过第二次活化后的碳粉温度较高，需要对高温的第二次活化后的碳粉进行冷却，可以通过外部输入的冷水对第二次活化后的碳粉进行冷却，得到的产物即为成品的生物质活性炭。通过上述方式，无需通过外部输入水蒸气和二氧化碳作为制备生物质活性炭的活化剂，充分利用了生物质热解所产生的热解产物的能量，从而可以降低生物质活性炭的制备成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的一种生物质活性炭的制备系统的示意图；

图2是本发明一实施例提供的另一种生物质活性炭的制备系统的示意图；

图3是本发明一实施例提供的又一种生物质活性炭的制备系统的示意图；

图4是本发明一实施例提供的再一种生物质活性炭的制备系统的示意图；

图5是本发明一实施例提供的还一种生物质活性炭的制备系统的示意图；

图6是本发明另一实施例提供的一种生物质活性炭的制备系统的示意图；

图7是本发明又一实施例提供的一种生物质活性炭的制备系统的示意图；

图8是本发明一实施例提供的一种生物质活性炭的制备系统的制备方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了生物质活性炭的制备系统，该系统包括：管式活化器101、活化仓102和冷却仓103；

管式活化器101的固态物料出口与活化仓102的第一固态物料进口相连，活化仓102的物料出口与冷却仓103的固态物料进口相连，冷却仓103的固态物料出口用于输出成品的生物质活性炭；

管式活化器101，用于在获取到外部从管式活化器101的混合物料进口输入的高温碳粉和生物质热解气时，通过生物质热解气对高温碳粉进行活化得到第一次活化后的碳粉和含尘烟气，将第一次活化后的碳粉从管式活化器101的固态物料出口输送至活化仓102，其中，高温碳粉和生物质热解气为生物质经过热解后的产物，第一次活化后的碳粉的比表面积大于高温碳粉的比表面积，含尘烟气携带第一次活化后的碳粉，混合物料进口位于管式活化器101的底部；

活化仓102，用于通过外部输入的水蒸气对第一次活化后的碳粉进行第二次活化得到第二次活化后的碳粉，将第二次活化后的碳粉从活化仓的物料出口输送至冷却仓103，其中，第二次活化后的碳粉的比表面积大于第一次活化后的碳粉的比表面积；

冷却仓103，用于获取第二次活化后的碳粉，通过外部输入的冷水对第二次活化后的碳粉进行冷却，得到成品的生物质活性炭。

在本发明实施例中，生物质热解会产生高温碳粉和生物质热解气，为了有效地利用生物质热解所产生的能量，避免造成资源的浪费，可以将生物质热解所产生的高温碳粉作为原料进行生物质活性炭的制备。基于此，可以将生物质热解所产生的高温碳粉和生物质热解气从管式活化器的混合物料进口输送至管式活化器进行对高温碳粉的活化，由于生物质热解气中携带有水蒸气，而水蒸气可以作为高温碳粉活化的物理活化剂，因此，可以通过生物质热解气对高温碳粉进行活化，得到第一次活化后的碳粉和含尘烟气，高温碳粉经过第一次活化后比表面积会增大。同时，为了避免管式活化器中的碳粉活化不充分，可以将第一次活化后的碳粉输送至活化仓进行第二次活化，经过第二次活化后的碳粉比表面积会进一步增大。由于经过第二次活化后的碳粉温度较高，需要对高温的第二次活化后的碳粉进行冷却，可以通过外部输入的冷水对第二次活化后的碳粉进行冷却，得到的产物即为成品的生物质活性炭。通过上述方式，能够充分利用生物质热解所产生的热解产物的能量，从而可以降低生物质活性炭的制备成本。

基于图1所示的生物质活性炭的制备系统，如图2所示，在本发明一实施例中，进一步包括：旋风除尘器104和收集仓105；

旋风除尘器104的物料进口与管式活化器101的气态物料出口相连，旋风除尘器104的固态物料出口与收集仓105的物料进口相连，收集仓105的物料出口与活化仓102的第二固态物料进口相连，其中，旋风除尘器104的固态物料出口位于旋风除尘器104的底部；

旋风除尘器104，用于控制来自管式活化器101的含尘烟气旋转运动，使得含尘烟气中的第一次活化后的碳粉在重力作用下下落至收集仓105，通过收集仓105将第一次活化后的碳粉输送至活化仓102，并输出含尘烟气中去除第一次活化后的碳粉的循环热解气。

在本发明实施例中，由于含尘烟气中携带有第一次活化后的碳粉(第一次活化后的碳粉的比表面积一般为200-300㎡/g，第一次活化时间一般为10分钟左右)，故需对含尘烟气进行气固分离，以使得第一次活化后的碳粉可以从含尘烟气中分离出去。基于此，可以将管式活化器输出的含尘烟气输送至旋风除尘器，通过旋风除尘器使含尘烟气进行旋转运动，同时借助于离心力的作用，含尘烟气中的第一次活化后的碳粉可以在重力作用下下下落至位于旋风除尘器底部的收集仓，从而实现含尘烟气中去除第一次活化后的碳粉的循环热解气和第一次活化后的碳粉的分离，同时，分离后的第一次活化后的碳粉可能存在活化不充分的情况，可以输送至活化仓进行第二次的活化。

基于图2所示的生物质活性炭的制备系统，如图3所示，在本发明一实施例中，进一步包括：热解气炉106；

热解气炉106的物料出口与管式活化器101的第一气态物料进口相连接，热解气炉106的物料进口与旋风除尘器104的气态物料出口相连接，其中，管式活化器101的第一气态物料进口位于管式活化器101的底部，热解气炉106的物料进口位于热解气炉106的底部，热解气炉106的物料出口位于热解气炉106的顶部，旋风除尘器104的气态物料出口位于旋风除尘器104的顶部；

热解气炉106，用于点燃来自旋风除尘器的循环热解气，通过循环热解气被点燃后释放出的热量对热解气炉中的生物质热解气进行加热，得到高温热解气，控制高温热解气的温度达到第一温度范围，并将高温热解气从热解气炉的物料出口输送至管式活化器101，使得管式活化器101内的温度达到第二温度范围，其中，第二温度范围为管式活化器101内高温碳粉活化所需要的温度，第一温度范围的最大值不大于第二温度范围的最小值。

在本发明实施例中，由于碳粉的活化温度一般需要达到800-1000度，而生物质热解后的热解产物中所包含的生物质热解气所提供的热量可能会使得管式活化器的活化温度无法达到活化温度，因此，为了保证管式活化器的活化温度，可以将旋风除尘器所输出的循环热解气点燃，通过点燃来自旋风除尘器的循环热解气，通过循环热解气被点燃后释放出的热量对热解气炉中的生物质热解气进行加热，得到高温热解气，将高温热解气的温度控制在第一温度范围输送至管式活化器，可使得管式活化器内的温度达到活化温度所对应的第二温度范围：800-1000度。上述过程中，需要控制第一温度范围的最大值不大于第二温度范围的最小值，以实现在降低生物质活性炭的制备成本的同时保证管式活化器内的活化温度。

基于图2所示的生物质活性炭的制备系统，如图4所示，在本发明一实施例中，进一步包括：锅炉107；

锅炉107的液态物料进口与冷却仓103的液态物料出口相连，锅炉107的第一气态物料出口与管式活化器101的第二气态物料进口相连，锅炉107的第二气态物料出口与活化仓102的气态物料进口相连，其中，锅炉107的气态物料出口位于锅炉107的顶部，活化仓102的气态物料进口位于活化仓102的底部；

锅炉107，用于点燃旋风除尘器104输出的循环热解气，通过利用循环热解气燃烧产生的热量，对冷却仓103输出的热水进行加热得到水蒸气，将水蒸气从锅炉107的第一气态物料出口输送至管式活化器101，将水蒸气从锅炉107的第二气态物料出口输送至活化仓102，其中，热水为冷却仓103通过外部输入的冷水对第二次活化后的碳粉进行热交换后所得到的水。

在本发明实施例中，生物质热解所产生的生物质热解气中携带有部分的水蒸气，该水蒸气可以作为上述活化过程的活化剂，然而生物质热解气中所携带的水蒸气的量不足，无法保证活化过程充分进行。因此，为了保证活化过程有充足的活化剂-水蒸气，可以将旋风除尘器输出的循环热解气输送至锅炉，并在锅炉中点燃循环热解气，使之燃烧产生较高的热量。同时，由于冷却仓通过外部输入的冷水对第二次活化后的碳粉(第二次活化后碳粉的比表面积一般为500-1200㎡/g，第二次活化时间一般为8小时)进行热交换后可以得到热水，因此，可以利用循环热解气燃烧所产生的热量加热冷却仓输送至锅炉的热水，热水在加热的情况下会转变为水蒸气，将产生的水蒸气输送至管式活化器和活化仓，可以持续地供应活化过程所需要的活化剂，以保证活化过程的充分进行。

基于图4所示的生物质活性炭的制备系统，如图5所示，在本发明一实施例中，进一步包括：第一调节装置108和第一控制装置109；

第一调节装置108设置在锅炉107的第一气态物料出口处，第一控制装置109设置在管式活化器101的气态物料出口处；

第一控制装置109，用于检测管式活化器101输出的含尘烟气中的水蒸气含量，当水蒸气含量位于第一范围内时，向第一调节装置108发送第一调节信号；当水蒸气含量低于第一范围的最小值时，向第一调节装置108发送第二调节信号；当水蒸气含量大于第一范围的最大值时，向第一调节装置108发送第三调节信号；

第一调节装置108，用于在接收到第一调节信号时，将第一阀门的开度调节至第一值，在接收到第二调节信号时，将第一阀门的开度调节至第二值，在接收到第三调节信号时，将第一阀门的开度调节至第三值，其中，第一阀门设置在锅炉107的第一气态物料出口处，第二值对应锅炉输出的水蒸气含量大于第一值对应锅炉输出的水蒸气含量，第三值对应锅炉输出的水蒸气含量小于第一值对应锅炉输出的水蒸气含量。

在本发明实施例中，水蒸气作为管式活化器中碳粉活化过程的活化剂，其含量直接影响碳粉的活化过程，活化过程中的水蒸气含量较高时，会造成水蒸气的浪费，增加制备水蒸气的成本；活化过程中的水蒸气含量较低时，可能会使得管式活化器中碳粉的活化不充分，因此，为了减少制备成本的同时可以保证碳粉的活化过程的正常进行，可以对输送至管式活化器的水蒸气的含量进行控制。基于此，可以在锅炉的第一气态物料出口处设置第一调节装置，通过第一调节装置调节从锅炉向管式活化器输送水蒸气的第一阀门的开度，并通过第一控制装置实时地检测管式活化器输出的含尘烟气中的水蒸气含量，由于第一范围(比如，60％-80％)为管式活化器的活化过程所需要的水蒸气的标准含量，在第一控制装置检测到水蒸气含量位于第一范围内时，此时可以向第一调节装置发送第一调节信号，将第一阀门的开度调节至第一值(比如，3档)，以保证管式活化器中的水蒸气的含量处于60％-80％；在第一控制装置检测到水蒸气含量低于第一范围的最小值(比如，60％)时，表明此时管式活化器的水蒸气含量不足，可以向第一调节装置发送第二调节信号，将第一阀门的开度调节至第二值(比如，2档，档位越小，锅炉所输出的水蒸气的含量越高)，以增加管式活化器中的水蒸气含量；在第一控制装置检测到水蒸气含量大于第一范围的最大值(比如，80％)时，表明此时管式活化器的水蒸气含量过高，可以向第一调节装置发送第三调节信号，将第一阀门的开度调节至第三值(比如，5档)，以减小管式活化器中的水蒸气含量。

基于图4所示的生物质活性炭的制备系统，如图6所示，在本发明一实施例中，进一步包括：第二调节装置110和第二控制装置111；

第二调节装置110设置在锅炉107的第二气态物料出口处，第二控制装置110设置在活化仓102的物料出口处；

第二控制装置111，用于检测活化仓102输出的第二次活化后的碳粉的水蒸气含量，当水蒸气含量位于第二范围内时，向第二调节装置110发送第四调节信号；当水蒸气含量低于第二范围的最小值时，向第二调节装置110发送第五调节信号；当水蒸气含量大于第二范围的最大值时，向第二调节装置109发送第六调节信号；

第二调节装置110，用于在接收到第四调节信号时，将第二阀门的开度调节至第四值，在接收到第五调节信号时，将第二阀门的开度调节至第五值，在接收到第六调节信号时，将第二阀门的开度调节至第六值，其中，第二阀门设置在锅炉107的第二气态物料出口处，第五值对应锅炉输出的水蒸气含量大于第四值对应锅炉输出的水蒸气含量，第六值对应锅炉输出的水蒸气含量小于第四值对应锅炉输出的水蒸气含量。

在本发明实施例中，水蒸气作为活化仓中碳粉活化过程的活化剂，其含量直接影响碳粉的活化过程，活化过程中的水蒸气含量较高时，会造成水蒸气的浪费，增加制备水蒸气的成本；活化过程中的水蒸气含量较低时，可能会使得管式活化器中碳粉的活化不充分，因此，为了减少制备成本的同时可以保证碳粉的活化过程的正常进行，可以对输送至活化仓的水蒸气的含量进行控制。基于此，可以在锅炉的第二气态物料出口处设置第二调节装置，通过第二调节装置调节从锅炉向活化仓输送水蒸气的第一阀门的开度，并通过第二控制装置实时地检测活化仓输出的含尘烟气中的水蒸气含量，由于第二范围(比如，50％-75％)为活化仓活化过程所需要的水蒸气的标准含量，在第二控制装置检测到水蒸气含量位于第二范围内时，此时可以向第二调节装置发送第四调节信号，将第二阀门的开度调节至第四值(比如，4档)，以保证活化仓中的水蒸气的含量处于50％-75％；在第二控制装置检测到水蒸气含量低于第二范围的最小值(比如，50％)时，表明此时活化仓的水蒸气含量不足，可以向第二调节装置发送第五调节信号，将第二阀门的开度调节至第五值(比如，2档，档位越小，锅炉所输出的水蒸气的含量越高)，以增加活化仓中的水蒸气含量；在第二控制装置检测到水蒸气含量大于第一范围的最大值(比如，75％)时，表明此时活化仓的水蒸气含量过高，可以向第二调节装置发送第六调节信号，将第二阀门的开度调节至第六值(比如，6档)，以减小活化仓中的水蒸气含量。

基于图1所示的生物质活性炭的制备系统，如图7所示，在本发明一实施例中，冷却仓103，包括内套管1031和外套管1032，其中，内套管1031设置在外套管1032内，内套管1031的外壁与外套管1032的内壁之间形成容纳空间，冷水在容纳空间内流动，第二次活化后的碳粉在内套管1031内流动；

在内套管1031的第二次活化后的碳粉的热传递作用下，冷水在从外套管1032的入口流动至外套管1032的出口时转换为热水，其中，内套管1031内的第二次活化后的碳粉的流动方向与外套管1032内的冷水的流动方向相反。

在本发明实施例中，由于活化仓输送至冷却仓的碳粉温度较高，因此，需要对高温的第二次活化后的碳粉进行冷却，可以将冷却仓设置为内套管在外套管内的套管形式，同时使得内套管的外壁与外套管的内壁之间形成容纳空间，冷水通入外套管与内套管之间的容纳空间，可以在容纳空间内流动，第二次活化后的碳粉通入内套管内，可以在内套管内流动，由于第二次活化后的碳粉温度较高，可以与位于外套管的冷水进行热传递，使得外套管出口处为热水，内套管出口处为冷却后的碳粉，冷却后的碳粉即为成品的生物质活性炭，热水可以输送至锅炉用于制备活化剂水蒸气，减少资源的浪费，达到节省制备成本的目的。

如图8所示，本发明实施例提供了生物质活性炭的制备系统的制备方法，该方法可以包括以下步骤：

步骤801：利用管式活化器，在获取到外部从管式活化器的混合物料进口输入的高温碳粉和生物质热解气时，通过生物质热解气对高温碳粉进行活化得到第一次活化后的碳粉和含尘烟气，其中，高温碳粉和生物质热解气为生物质经过热解后的产物，含尘烟气携带第一次活化后的碳粉，混合物料进口位于管式活化器的底部；

步骤802：利用管式活化器，将第一次活化后的碳粉从管式活化器的固态物料出口输送至活化仓，其中，第一次活化后的碳粉的比表面积大于高温碳粉的比表面积；

步骤803：利用活化仓，通过外部输入的水蒸气对管式活化器输出的第一次活化后的碳粉进行第二次活化得到第二次活化后的碳粉，其中，第二次活化后的碳粉的比表面积大于第一次活化后的碳粉的比表面积；

步骤804：利用活化仓，将第二次活化后的碳粉从活化仓的物料出口输送至冷却仓；

步骤805：利用冷却仓，用于获取活化仓输出的第二次活化后的碳粉；

步骤806：利用冷却仓，通过外部输入的冷水对第二次活化后的碳粉进行冷却，得到成品的生物质活性炭。

在本发明实施例中，生物质热解会产生高温碳粉和生物质热解气，为了有效地利用生物质热解所产生的能量，避免造成资源的浪费，可以将生物质热解所产生的高温碳粉作为原料进行生物质活性炭的制备。基于此，可以将生物质热解所产生的高温碳粉和生物质热解气从管式活化器的混合物料进口输送至管式活化器进行对高温碳粉的活化，由于生物质热解气中携带有水蒸气，而水蒸气可以作为高温碳粉活化的物理活化剂，因此，可以通过生物质热解气对高温碳粉进行活化，得到第一次活化后的碳粉和含尘烟气，高温碳粉经过第一次活化后比表面积会增大。同时，为了避免管式活化器中的碳粉活化不充分，可以将第一次活化后的碳粉输送至活化仓进行第二次活化，经过第二次活化后的碳粉比表面积会进一步增大。由于经过第二次活化后的碳粉温度较高，需要对高温的第二次活化后的碳粉进行冷却，可以通过外部输入的冷水对第二次活化后的碳粉进行冷却，得到的产物即为成品的生物质活性炭。通过上述方式，能够充分利用生物质热解所产生的热解产物的能量，从而可以降低生物质活性炭的制备成本。

为了对含尘烟气中的第一次活化后的碳粉和去除第一次活化后的碳粉的循环热解气进行分离，在本发明一实施例中，上述实施例中在步骤802利用管式活化器，将第一次活化后的碳粉从管式活化器的固态物料出口输送至活化仓之后，进一步包括：

利用旋风除尘器，控制来自管式活化器的含尘烟气旋转运动，使得含尘烟气中的第一次活化后的碳粉在重力作用下下落至收集仓；

通过收集仓将第一次活化后的碳粉输送至活化仓；

利用旋风除尘器，输出含尘烟气中去除第一次活化后的碳粉的循环热解气。

在本发明实施例中，由于含尘烟气中携带有第一次活化后的碳粉，故需对含尘烟气进行气固分离，以使得第一次活化后的碳粉可以从含尘烟气中分离出去。基于此，可以将从管式活化器输出的含尘烟气输送至旋风除尘器，通过旋风除尘器使含尘烟气进行旋转运动，同时借助于离心力的作用，含尘烟气中的第一次活化后的碳粉可以在重力作用下下下落至位于旋风除尘器底部的收集仓，从而实现含尘烟气中去除第一次活化后的碳粉的循环热解气和第一次活化后的碳粉的分离，同时，分离后的第一次活化后的碳粉可能存在活化不充分的情况，可以输送至活化仓进行第二次的活化。

为了保证管式活化器的活化温度，在本发明一实施例中，上述实施例中在利用旋风除尘器，输出含尘烟气中去除第一次活化后的碳粉的循环热解气之后，进一步包括：

利用热解气炉，点燃来自旋风除尘器的循环热解气，通过循环热解气被点燃后释放出的热量对热解气炉中的生物质热解气进行加热，得到高温热解气，使得高温热解气的温度达到第一温度范围；

利用热解气炉，将高温热解气从热解气炉的物料出口输送至管式活化器，使得管式活化器内的温度达到第二温度范围，其中，第二温度范围为管式活化器内高温碳粉活化所需要的温度，第一温度范围的最大值不大于第二温度范围的最小值。

在本发明实施例中，由于碳粉的活化温度一般需要达到800-1000度，而生物质热解后的热解产物中所包含的生物质热解气所提供的热量可能会使得管式活化器的活化温度无法达到活化温度，因此，为了保证管式活化器的活化温度，可以将旋风除尘器所输出的循环热解气点燃，通通过循环热解气被点燃后释放出的热量对热解气炉中的生物质热解气进行加热，得到高温热解气高温热解气，将高温热解气的温度控制在第一温度范围输送至管式活化器，可使得管式活化器内的温度达到活化温度所对应的第二温度范围：800-1000度。上述过程中，需要控制第一温度范围的最大值不大于第二温度范围的最小值，以实现在降低生物质活性炭的制备成本的同时保证管式活化器内的活化温度。

可以理解的是，本发明实施例示意的结构并不构成对生物油分离系统的具体限定。在本发明的另一些实施例中，生物油分离系统可以包括比图示更多或者更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件、软件或者软件和硬件的组合来实现。

上述装置内的各单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

本发明各个实施例至少具有如下有益效果：

1、利用生物质热解所产生的热解产物高温碳粉和生物质热解气，提高了产品的附加值；

2、充分利用了生物质热解气中所携带的活化剂水蒸气，降低了生物质活性炭的制备成本；

3、利用管式活化器在输送过程中对碳粉进行活化，提高了系统效率；

4、输送至冷却仓的冷水换热后进入锅炉，提高了锅炉的效率。

需要说明的是，上述各流程和各系统结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。上述各实施例中描述的系统结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些模块可能由同一物理实体实现，或者，有些模块可能分由多个物理实体实现，或者，可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。

以上各实施例中，硬件单元可以通过机械方式或电气方式实现。例如，一个硬件单元可以包括永久性专用的电路或逻辑(如专门的处理器，FPGA或ASIC)来完成相应操作。硬件单元还可以包括可编程逻辑或电路(如通用处理器或其它可编程处理器)，可以由软件进行临时的设置以完成相应操作。具体的实现方式(机械方式、或专用的永久性电路、或者临时设置的电路)可以基于成本和时间上的考虑来确定。

上文通过附图和优选实施例对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施例，基与上述多个实施例本领域技术人员可以知晓，可以组合上述不同实施例中的代码审核手段得到本发明更多的实施例，这些实施例也在本发明的保护范围之内。