小型生物质热解碳化活化系统

面向高校/科研院所或初创碳材料企业的“小型生物质热解-碳化-活化一体化系统”技术方案，处理量5–20 kg h⁻¹（干基），占地仅6–8 m²，插电即用，可作为工艺验证、碳材料小试及教学示范平台

一、系统概述
名称：
小型连续式生物质热解碳化活化系统。
额定能力：
5–20 kg h⁻¹（稻壳/木屑），炭得率25–30%，活化后比表面积600–1000 m² g⁻¹。
最高温度：
950℃（连续运行≤900℃）。
加热方式：
电加热（24 kW，分3区独立控温）。
炉管规格：
Φ150×2000 mm，1Cr25Ni20Si2耐热钢，壁厚6 mm，内衬3 mm氧化铝挡料螺旋。
占地/重量：

3200×1800×1800 mm（长×宽×高），整机1.3 t，带福马轮可推移。

二、核心模块

三、典型工艺流程

原料（≤10 mm，含水≤12%）→ 变频螺杆 → N₂吹扫密封 → 450℃预热（30 min）→ 650℃碳化（40 min）→ 800–850℃水蒸气活化（20–30 min）→ 水冷螺旋出炭 → 可燃气燃烧 → 碱洗排放。

四、性能指标

五、应用用场景
高校/研究所：生物质炭、活性炭、超级电容炭小试；
企业研发中心：秸秆/果壳高值化工艺包开发；

科普/教学：一体化透明流程演示，支持10 kW以下校园电网。

生物质热解碳化活化系统：桌面级一体化系统（≤2 kg h⁻¹，7 kW）

1. 外形与占地
   1600×700×1200 mm（含尾气洗涤塔），整机≤200 kg，带4个万向轮，可进电梯、通风橱。
2. 炉管与温区
   Φ100×600 mm，310S不锈钢，壁厚3 mm；单温区，电热丝环形内嵌，有效恒温区400 mm。
3. 加热与功耗
   220 V单相供电，峰值7 kW；30 min升至800℃；炉表＜55℃。
4. 进料系统
   微型双螺杆+0.75 L小型料斗，变频0–5 kg h⁻¹，氮气微正压0.05 MPa密封。
5. 工艺参数（木屑为例）
   • 处理量：1–2 kg h⁻¹（含水≤10%）
   • 碳化温度：550℃
   • 停留时间：20–60 min（无级调速）
   • 炭得率：30–33%，碳含量＞75%
   • 比表面积：250–350 m² g⁻¹（未活化）
6. 活化模块（可选）
   外置500 W微型蒸汽发生器+CO₂钢瓶，800℃、20 min即可到600 m² g⁻¹。
7. 出料与冷却
   水冷双夹层不锈钢螺旋，出炭温度＜40℃，收灰盒0.5 L，快拆卡箍。
8. 尾气处理
   微型陶瓷燃烧器（650℃）+活性炭纤维罐，TVOC去除率＞95%，可直接室内排放。
9. 电控与安全
   7"触控屏，PID；标配超温、断偶、门开关断电；USB导出温度曲线。