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一种棉花秸秆经微波裂解制备合成天然气及活性炭的方法
申请号	CN202311864041.0	申请日	2023-12-29	公开(公告)号	CN117819544A	公开(公告)日	2024-04-05
申请人	山西微澜能源科技有限公司;			发明人	程加林; 高竹青; 李红晋; 程磊磊; 程璐;
摘要	本发明提供的一种棉花秸秆经微波裂解制备合成天然气及活性炭的方法，将棉花秸秆里加入微波材料，裂解反应后气、液、固产物根据成分组成进行分离。其中反应生成的气相经冷却、冷凝后得到木醋液；反应生成的气相经冷却、冷凝后得到的不凝性气体，其组分成份主要为甲烷、氢气、一氧化碳等可燃气体，然后经处理制成天然气；反应生成的生物质炭经处理后制成活性炭。本发明提供的方法原料易得且可再生，工艺方法简单，没有污染物排放，环境友好，制得的产物为木醋液、天然气和活性炭，均具有很大的利用价值，为棉花秸秆的资源化高效利用找到了一条可行之路。
权利要求	1.一种棉花秸秆经微波裂解制备合成天然气及活性炭的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：吸波材料捏泥阶段将吸波材料计量后进行磨粉，细磨到粒度小于180目后，加入水和添加剂，并搅拌均匀混合制成料浆；步骤二：棉花秸秆表面喷涂阶段将棉花秸秆进行拍压和空气吹砂后，切成10mm～15mm的块状料，将步骤一得到的料浆均匀喷涂在棉花秸秆的表面，形成反应物料；步骤三：微波裂解反应阶段将反应物料送入微波裂解反应装置中，并通入氮气后进行微波裂解反应；反应过程中，微波裂解反应装置中的微波发生器产生频率为2450MHz的微波将反应物料直接加热至290℃～750℃，操作压力保持在5KPa～8KPa；步骤四：固、液、气分离阶段微波裂解反应后形成的生物质炭沉积在微波裂解反应装置底部并冷却至200℃以下；微波裂解反应后形成的气体除去焦油，然后将气体冷却到100℃以下，再将气体中的可凝性气体冷凝为液相，剩余气体即为混合气体；步骤五：天然气合成阶段将步骤四中的混合气体进行压缩降温、CO变换、干法脱硫、PSA脱碳、甲烷化及降压脱水，最终形成甲烷含量在98％以上的天然气；步骤六：活性炭制备阶段将步骤四中得到的生物质炭进行冷却制粉、混捏成型、炭化活化及脱灰干燥，最终形成活性炭。 2.根据权利要求1所述的一种棉花秸秆经微波裂解制备合成天然气及活性炭的方法，其特征在于：所述步骤一中采用的添加剂为萘磺酸钠甲醛缩合物、木质素磺酸盐、聚乙二醇、淀粉、聚丙烯酰胺及聚苯乙烯磺酸盐中的一种或任意几种。 3.根据权利要求1所述的一种棉花秸秆经微波裂解制备合成天然气及活性炭的方法，其特征在于：所述步骤一得到的料浆中固含量保持在10.5％～58.5％之间。 4.根据权利要求1所述的一种棉花秸秆经微波裂解制备合成天然气及活性炭的方法，其特征在于：所述步骤二得到的反应物料中棉花秸秆与料浆的含固重量比例为100：1.5～ 80。 5.根据权利要求1所述的一种棉花秸秆经微波裂解制备合成天然气及活性炭的方法，其特征在于：所述步骤四得到的液相为木醋液。 6.根据权利要求1所述的一种棉花秸秆经微波裂解制备合成天然气及活性炭的方法，其特征在于：所述步骤四得到的混合气体中的组成成份为：H2为25.0％～35.0％，CO为 18.5％～24.0％，CH4为15.0％～35.0％，CO2为26.2％～36.8％，其他气体为1.5％～3.5％，其中百分数为体积百分数。 7.根据权利要求1所述的一种棉花秸秆经微波裂解制备合成天然气及活性炭的方法，其特征在于：所述步骤五中天然气的合成过程如下： S1：将步骤四得到的混合气体压缩至2.1～3.0MPa，温度降低至28℃～45℃； S2：将S1得到的气体在变换压力2.1～2.5MPa，变换温度200℃～470℃的条件下进行CO变换，使得气体中的CO与H2O反应形成H2和CO2； S3：将S2得到的气体在脱硫压力2.1～2.9MPa，脱硫温度200℃～400℃的条件下进行干法脱硫，使得脱硫后的气体中H2S含量≤0.1PPm； S4：将S3得到的气体在吸附压力1.5～2.8MPa，吸附温度≤40℃的条件下进行PSA脱碳，使得PSA脱碳后的气体中CO2脱除； S5：将S4得到的气体在加压压力3.1～4.5MPa，温度200℃～500℃的条件下进行甲烷化，使得甲烷化后的气体中CH4含量达到98％以上； S6：将S5得到的气体压力降至1.5～1.9MPa，温度降低至40℃以下，利用固体吸附法进行脱水，使得脱水后的气体露点＜‑40℃，即得到合格的天然气。 8.根据权利要求1所述的一种棉花秸秆经微波裂解制备合成天然气及活性炭的方法，其特征在于：所述步骤六中活性炭的制备过程如下： S1：将步骤四得到的生物质炭经自然冷却至常温后制粉，使得制粉后的生物质炭粉末的粒度小于200目； S2：将S1得到的生物质炭粉末在混捏温度70℃～90℃，混捏时间15min～20min的条件下，与煤焦油进行充分和均匀的混合，之后进行干燥形成柱状物生料； S3：将S2得到的柱状物生料在炭化温度550℃～650℃，无氧或少氧的条件下，进行炭化处理后形成柱状物熟料； S4：将S3得到的柱状物熟料依次经过500℃～600℃的预热干燥，700℃的深度炭化和 2 2 800℃～950℃的活化后，在冷却段降温到400℃后形成比表面积850m /g～1100m/g的活性炭； S5：利用酸洗工艺将S4得到的活性炭进行脱灰，经干燥后即得到合格的活性炭。 9.根据权利要求8所述的一种棉花秸秆经微波裂解制备合成天然气及活性炭的方法，其特征在于：所述S4的活化过程中水蒸气与柱状物熟料的质量比为8～10：1。 10.根据权利要求8所述的一种棉花秸秆经微波裂解制备合成天然气及活性炭的方法，其特征在于：所述S4的活化时间为30～50分钟。
说明书全文	一种棉花秸秆经微波裂解制备合成天然气及活性炭的方法技术领域 [0001] 本发明属于棉花秸秆裂解回收技术领域，尤其涉及一种棉花秸秆经微波裂解制备合成天然气及活性炭的方法。背景技术 [0002] 中国是世界第一大棉花生产国，根据国家统计局公布的统计数据，中国2017年棉2 2 花播种面积322.96万hm，按照单产秸秆300kg/667m计算，全国每年棉秆产量约1453万t，如此庞大的数量的棉花秸秆资源化利用，将产生巨大的经济效益。其中棉花秸秆微波裂解是棉花秸秆资源化利用新的发展方向，具有很大的优势。但到目前为止，还没有一套棉花秸秆微波裂解反应后产物资源化利用的方案。 [0003] 诸如中国专利文献CN 108219889 A公开了一种利用农作物秸秆制备生物质炭的方法，主要是利用农作物秸秆制备比表面积和固定碳含量高生物质炭，其制备出的生物质2 2 2 炭样品的比表面积在140m /g‑152m/g之间，这与商用颗粒活性炭要求比表面积在900m/g‑ 2 1100m/g以上的差距较大，并不能作为商品活性炭应用。 [0004] 同时中国专利文献CN 111378509 A公开了一种生物质微波热解气化方法及系统，公开生物质原料来源于玉米秸秆、稻壳、麦秆、木块、树叶或树枝等任何含有木质纤维素的物质，其中裂解反应温度为800～1000℃，微波热解气化的气体为水蒸气、二氧化碳、空气、2 氧气中的一种或几种组合，并加入磷酸作为活化剂，得到的活性炭比表面积为1200m/g～ 2 1800m/g。但其仅仅能够制备出粉状活性炭。 [0005] 另外中国专利文献CN 112639058 B公开了微波高温裂解包含有机物的固体材料的连续操作方法，其首先将包含有机物的固体材料与液态有机介质混合后，将所得混合物输送至微波场；然后在惰性气氛或在真空环境下，将混合物连续地与强吸波材料接触，其中强吸波材料在微波下持续产生高温而使得包含有机物的固体材料与液态有机介质一起连续地裂解，实现了连续操作。但其并未提及裂解产物的去向和合理应用。 [0006] 因此，亟需一种利用棉花秸秆通过微波裂解制备合成天然气及活性炭的高效方法。发明内容 [0007] 为解决现有技术的缺点和不足，提供一种棉花秸秆经微波裂解制备合成天然气及活性炭的方法，从而可解决目前没有方法可以利用棉花秸秆通过微波裂解制备合成天然气及活性炭的问题。 [0008] 为实现本发明目的而提供的一种棉花秸秆经微波裂解制备合成天然气及活性炭的方法，包括如下步骤： [0009] 步骤一：吸波材料捏泥阶段 [0010] 将吸波材料计量后进行磨粉，细磨到粒度小于180目后，加入水和添加剂，并搅拌均匀混合制成料浆； [0011] 步骤二：棉花秸秆表面喷涂阶段 [0012] 将棉花秸秆进行拍压和空气吹砂后，切成10mm～15mm的块状料，将步骤一得到的料浆均匀喷涂在棉花秸秆的表面，形成反应物料； [0013] 步骤三：微波裂解反应阶段 [0014] 将反应物料送入微波裂解反应装置中，并通入氮气后进行微波裂解反应；反应过程中，微波裂解反应装置中的微波发生器产生频率为2450MHz的微波将反应物料直接加热至290℃～750℃，操作压力保持在5KPa～8KPa； [0015] 步骤四：固、液、气分离阶段 [0016] 微波裂解反应后形成的生物质炭沉积在微波裂解反应装置底部并冷却至200℃以下；微波裂解反应后形成的气体除去焦油，然后将气体冷却到100℃以下，再将气体中的可凝性气体冷凝为液相，剩余气体即为混合气体； [0017] 步骤五：天然气合成阶段 [0018] 将步骤四中的混合气体进行压缩降温、CO变换、干法脱硫、PSA脱碳、甲烷化及降压脱水，最终形成甲烷含量在98％以上的天然气； [0019] 步骤六：活性炭制备阶段 [0020] 将步骤四中得到的生物质炭进行冷却制粉、混捏成型、炭化活化及脱灰干燥，最终形成活性炭。 [0021] 作为上述方案的进一步改进，所述步骤一中采用的添加剂为萘磺酸钠甲醛缩合物、木质素磺酸盐、聚乙二醇、淀粉、聚丙烯酰胺及聚苯乙烯磺酸盐中的一种或任意几种。 [0022] 作为上述方案的进一步改进，所述步骤一得到的料浆中固含量保持在10.5％～58.5％之间。 [0023] 作为上述方案的进一步改进，所述步骤二得到的反应物料中棉花秸秆与料浆的含固重量比例为100：1.5～80。 [0024] 作为上述方案的进一步改进，所述步骤四得到的液相为木醋液。 [0025] 作为上述方案的进一步改进，所述步骤四得到的混合气体中的组成成份为：H2为25.0％～35.0％，CO为18.5％～24.0％，CH4为15.0％～35.0％，CO2为26.2％～36.8％，其他气体为1.5％～3.5％，其中百分数为体积百分数。 [0026] 作为上述方案的进一步改进，所述步骤五中天然气的合成过程如下： [0027] S1：将步骤四得到的混合气体压缩至2.1～3.0MPa，温度降低至28℃～45℃； [0028] S2：将S1得到的气体在变换压力2.1～2.5MPa，变换温度200℃～470℃的条件下进行CO变换，使得气体中的CO与H2O反应形成H2和CO2； [0029] S3：将S2得到的气体在脱硫压力2.1～2.9MPa，脱硫温度200℃～400℃的条件下进行干法脱硫，使得脱硫后的气体中H2S含量≤0.1PPm； [0030] S4：将S3得到的气体在吸附压力1.5～2.8MPa，吸附温度≤40℃的条件下进行PSA脱碳，使得PSA脱碳后的气体中CO2脱除； [0031] S5：将S4得到的气体在加压压力3.1～4.5MPa，温度200℃～500℃的条件下进行甲烷化，使得甲烷化后的气体中CH4含量达到98％以上； [0032] S6：将S5得到的气体压力降至1.5～1.9MPa，温度降低至40℃以下，利用固体吸附法进行脱水，使得脱水后的气体露点＜‑40℃，即得到合格的天然气。 [0033] 作为上述方案的进一步改进，所述步骤六中活性炭的制备过程如下： [0034] S1：将步骤四得到的生物质炭经自然冷却至常温后制粉，使得制粉后的生物质炭粉末的粒度小于200目； [0035] S2：将S1得到的生物质炭粉末在混捏温度70℃～90℃，混捏时间15min～20min的条件下，与煤焦油进行充分和均匀的混合，之后进行干燥形成柱状物生料； [0036] S3：将S2得到的柱状物生料在炭化温度550℃～650℃，无氧或少氧的条件下，进行炭化处理后形成柱状物熟料； [0037] S4：将S3得到的柱状物熟料依次经过500℃～600℃的预热干燥，700℃的深度炭化2 2 和800℃～950℃的活化后，在冷却段降温到400℃后形成比表面积850m/g～1100m/g的活性炭； [0038] S5：利用酸洗工艺将S4得到的活性炭进行脱灰，经干燥后即得到合格的活性炭。 [0039] 作为上述方案的进一步改进，所述S4的活化过程中水蒸气与柱状物熟料的质量比为8～10：1。 [0040] 作为上述方案的进一步改进，所述S4的活化时间为30～50分钟。 [0041] 本发明的有益效果是： [0042] 与现有技术相比，本发明提供的一种棉花秸秆经微波裂解制备合成天然气及活性炭的方法，将棉花秸秆里加入微波材料，裂解反应后气、液、固产物根据成分组成进行分离。其中反应生成的气相经冷却、冷凝后得到木醋液；反应生成的气相经冷却、冷凝后得到的不凝性气体，其组分成份主要为甲烷、氢气、一氧化碳等可燃气体，然后经处理制成天然气；反应生成的生物质炭经处理后制成活性炭。 [0043] 本发明提供的方法原料易得且可再生，工艺方法简单，没有污染物排放，环境友好，制得的产物为木醋液、天然气和活性炭，均具有很大的利用价值，为棉花秸秆的资源化高效利用找到了一条可行之路。附图说明 [0044] 图1为本发明的步骤示意图。具体实施方式 [0045] 以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明： [0046] 实施例一 [0047] 根据图1所示，本发明提供了一种棉花秸秆经微波裂解制备合成天然气及活性炭的方法，其具体步骤如下： [0048] 步骤一：吸波材料捏泥阶段 [0049] 将187.5kg吸波材料计量后投入到气流粉碎机中进行磨粉，在制粉机中细磨到粒度要求小于180目后进行捏混处理。捏混就是将吸波材料与水、添加剂均匀混合，将形成的浆体料送到搅拌机中，搅拌过程不仅是为了吸波浆料混匀，还具有在搅拌过程中使料浆经受强力剪切，添加剂与吸波材料表面间作用，改善料浆体流变性能的功能。制成的料浆经料浆泵输送到表面喷涂工序的喷雾器中待用。其中料浆中固含量10.5％，添加剂为萘磺酸钠甲醛缩合物、木质素磺酸盐、聚乙二醇、淀粉、聚丙烯酰胺及聚苯乙烯磺酸盐中的一种或任意几种。 [0050] 步骤二：棉花秸秆表面喷涂阶段 [0051] 将12500kg棉花秸秆经拍压，空气吹除砂土后，输送到切片工序，将棉花秸秆切成10mm～15mm的块状料，棉花秸秆块状料输送到表面喷涂工序与从料浆泵压送到表面喷涂工序的喷雾器喷出的1785.7kg含固量为10.5％雾化料浆接触，混料再去均匀混合工序使得棉花秸秆与料浆基本表面均匀混合，形成反应物料。 [0052] 步骤三：微波裂解反应阶段 [0053] 将反应物料通过大倾角皮带输送机到微波裂解工序的高位料仓中，通过高位料仓底部设置的计量器具依据微波裂解反应装置的料位高低自动控制进入微波裂解反应装置进行裂解反应。微波裂解反应装置在反应温度为290℃，操作压力为5KPa微正压状态下操作。反应能量由微波发生器产生频率为2450MHz的微波，通过波导管道馈送到微波裂解反应装置的谐振腔，对内部的物料直接加热，微波对高聚物并伴有“非热效应”。由于双重加热作用使物料加热速度快，效率高。双重加热作用对高分子物质能够快速离解变成低分子链的汽(气)体产物。 [0054] 步骤四：固、液、气分离阶段 [0055] 由微波裂解反应装置中气体出口输出的气体，首先经过静电捕油器除去气体中的少量焦油，然后通过冷却器，将气体冷却为100℃以下，再经冷凝器冷凝时使可凝性气体冷凝为液相，经气液分离出的液体即为木醋液，木醋液也叫植物酸，是一种赤褐色混合物，含有酸、醇、酚、酮等多种有机物。木醋液广泛地应用于化工业、林业、农业、畜牧业、食品加工业与医药卫生业。 [0056] 经冷却、冷凝后得到的不凝性气体即为混合气体(其中混合气体的组分为：H2为26.0％,CO为19.50％,CH4为15.8％,CO2为36.8％,其他气体为1.90％，其中百分比为体积百分比)，送去合成天然气。 [0057] 经过微波裂解反应形成的3860.2kg生物质炭沉积在微波裂解反应装置的底部，通过底部斜体出口设置的生物质炭出料机，经过程序控制进行出料进入汇总螺旋出料机，由于汇总螺旋出料机配置有冷却装置，可将生物质炭冷却到200℃以下再输送到出口，进入生物质炭运输车内运送去制备活性炭。 [0058] 步骤五：天然气合成阶段 [0059] S1：将步骤四得到的混合气体3167Nm3进入气体压缩工序，将其压缩至2.1MPa，温度降低至28℃； [0060] S2：将S1得到的气体在变换压力2.1MPa，变换温度200℃的条件下进行CO变换反应，变换主要反应为： [0061] CO+H2O＝H2+CO2 [0062] 变换采用型号为B303Q的耐硫变换催化剂； [0063] S3：将S2得到的气体在脱硫压力2.1MPa，脱硫温度200℃的条件下进行干法脱硫，干法脱硫剂选用型号为T306的氧化锌，使得脱硫后的气体中H2S含量≤0.1PPm，满足甲烷合成反应的要求。 [0064] S4：将S3得到的气体在吸附压力1.5MPa，吸附温度≤40℃的条件下进行PSA脱碳，使得PSA脱碳后的气体中CO2脱除，从而使得得到的气体达到合成反应的要求，其组成成份为：H2为58.2％，CO为12.43％，CH4为24.53％，CO2为4.8％，其中百分比为体积百分比，氢碳摩尔比(H2‑CO2)/(CO+CO2)＝3.1。其中解析出的CO2经提纯后得到2104kg液体CO2。 [0065] S5：将S4得到的2039.8Nm3气体二次加压到3.1MPa，温度升至200℃后，送入甲烷化反应器进行甲烷化处理，甲烷化主要反应： [0066] CO+3H2＝CH4+H2O+Q, [0067] CO2+4H2＝CH4+2H2O+Q [0068] 甲烷化处理采用Topsoe(TREMPTM)甲烷化工艺，选用型号为MCR‑2X的催化剂，使得甲烷化后的气体中CH4含量达到98％以上。 [0069] S6：将S5得到的气体压力降至1.5MPa，温度降低至40℃以下，利用压力下固体吸附法脱水工艺进行脱水，吸附剂选用分子筛、硅胶等。经过脱水处理得到的合格天然气流量为3 799Nm，甲烷含量在98.6％以上，气体露点＜‑40℃，方便压力管道远程输送。 [0070] 步骤六：活性炭制备阶段 [0071] S1：将步骤四得到的3860kg生物质炭经自然冷却至常温后输送到雷蒙磨机制粉，使得制粉后的生物质炭粉末的粒度小于200目； [0072] S2：利用螺旋搅拌机将S1得到的生物质炭粉末在混捏温度70℃，混捏时间15min的条件下，与煤焦油进行充分和均匀的混合，之后送入螺杆挤压机挤出圆柱条形，并进行干燥形成柱状物生料； [0073] S3：将S2得到的柱状物生料送至炭化炉内，在炭化温度550℃，无氧或少氧的条件下，进行炭化处理；其具体过程为将柱状物生料经胶带输送机送入炭化加料斗，由螺旋导板均匀加入炭化炉内，炉内设有炒板，并呈一定坡度(一般为3°)。运行时，炉体以一定速度旋转，物料因重力及炒板的作用，以一定速度分散流向出料口，流动过程中与燃烧产生的高温烟气逆向接触，温度逐渐升高而达到均匀炭化，并由出料口卸出，从而得到柱状物熟料。 [0074] 其中影响炭化的主要因素为： [0075] ①炭化温度 [0076] 炭化温度过低，将造成炭化程度不够，炭化温度太高，炭化料的挥发分含量过少，也难以保证活化反应的正常进行。一般炭化温度是在550℃～650℃区间。 [0077] ②炭化的升温速度 [0078] 炭化的升温速度太快，生物质炭及焦油分解异常剧烈，使合适的孔隙结构难以形成。炭化的升温速度太慢，则炭化料的骨架无法完全形成，强度会较差。 [0079] ③炭化气氛的影响 [0080] 无氧或少氧是制备合格炭化料的条件。氧气的存在会使原料发生氧化及燃烧，影响炭化料的空隙结构，强度和产率。 [0081] S4：将S3得到的柱状物熟料送至回转式火化炉，依次经过500℃的预热干燥，700℃2 2 的深度炭化和800℃的活化后，在冷却段降温到400℃后形成比表面积850m/g～1100m /g的活性炭；其具体过程为将炭化合格后的柱状物生料送入回转式活化炉，回转式活化炉燃料用气体燃料或重油，燃烧产生的高温烟气与水蒸气混合作为活化剂使用。炭化料通过加料装置连续不断地加入炉内，沿炉体坡度(炉体安装斜度为1°)方向缓慢由炉尾移向炉头，在依次经过500℃的预热干燥，700℃的深度炭化，800℃的活化，在冷却段降温到400℃后，经由螺旋管卸料器排出炉体，得到965kg合格的活性炭产品。水蒸气与柱状物熟料的质量比为 8：1，活化时间为30分钟。 [0082] S5：为了使得活化得到的活性炭品质更高，利用酸洗工艺将S4得到的活性炭进行脱灰处理，其中酸洗工艺的主要设备有搪瓷反应釜或衬胶反应釜，和其他耐酸设备。活化产品经稀盐酸溶液浸泡，加温，搅拌后，再经热的清水漂洗至中性，然后干燥。在这一过程中，一定压力的蒸汽作为热源与搅拌的动力。一般采用回转炉对湿活性炭进行干燥后即为比表2 面积1089m/g的活性炭产品。 [0083] 实施例二 [0084] 根据图1所示，本发明提供了一种棉花秸秆经微波裂解制备合成天然气及活性炭的方法，其具体步骤如下： [0085] 步骤一：吸波材料捏泥阶段 [0086] 将625kg吸波材料计量后投入到气流粉碎机中进行磨粉，在制粉机中细磨到粒度要求小于180目后进行捏混处理。捏混就是将吸波材料与水、添加剂均匀混合，将形成的浆体料送到搅拌机中，搅拌过程不仅是为了吸波浆料混匀，还具有在搅拌过程中使料浆经受强力剪切，添加剂与吸波材料表面间作用，改善料浆体流变性能的功能。制成的料浆经料浆泵输送到表面喷涂工序的喷雾器中待用。其中料浆中固含量45.6％，添加剂为萘磺酸钠甲醛缩合物、木质素磺酸盐、聚乙二醇、淀粉、聚丙烯酰胺及聚苯乙烯磺酸盐中的一种或任意几种。 [0087] 步骤二：棉花秸秆表面喷涂阶段 [0088] 将12500kg棉花秸秆经拍压，空气吹除砂土后，输送到切片工序，将棉花秸秆切成10mm～15mm的块状料，棉花秸秆块状料输送到表面喷涂工序与从料浆泵压送到表面喷涂工序的喷雾器喷出的1370kg含固量为45.6％雾化料浆接触，混料再去均匀混合工序使得棉花秸秆与料浆基本表面均匀混合，形成反应物料。 [0089] 步骤三：微波裂解反应阶段 [0090] 将反应物料通过大倾角皮带输送机到微波裂解工序的高位料仓中，通过高位料仓底部设置的计量器具依据微波裂解反应装置的料位高低自动控制进入微波裂解反应装置进行裂解反应。微波裂解反应装置在反应温度为350℃，操作压力为7KPa微正压状态下操作。反应能量由微波发生器产生频率为2450MHz的微波，通过波导管道馈送到微波裂解反应装置的谐振腔，对内部的物料直接加热，微波对高聚物并伴有“非热效应”。由于双重加热作用使物料加热速度快，效率高。双重加热作用对高分子物质能够快速离解变成低分子链的汽(气)体产物。 [0091] 步骤四：固、液、气分离阶段 [0092] 由微波裂解反应装置中气体出口输出的气体，首先经过静电捕油器除去气体中的少量焦油，然后通过冷却器，将气体冷却为100℃以下，再经冷凝器冷凝时使可凝性气体冷凝为液相，经气液分离出的液体即为木醋液，木醋液也叫植物酸，是一种赤褐色混合物，含有酸、醇、酚、酮等多种有机物。木醋液广泛地应用于化工业、林业、农业、畜牧业、食品加工业与医药卫生业。 [0093] 经冷却、冷凝后得到的不凝性气体即为混合气体(其中混合气体的组分为：H2为26.53％,CO为18.96％,CH4为15.58％,CO2为36.89％,其他气体为2.04％，其中百分比为体积百分比)，送去合成天然气。 [0094] 经过微波裂解反应形成的3831kg生物质炭沉积在微波裂解反应装置的底部，通过底部斜体出口设置的生物质炭出料机，经过程序控制进行出料进入汇总螺旋出料机，由于汇总螺旋出料机配置有冷却装置，可将生物质炭冷却到200℃以下再输送到出口，进入生物质炭运输车内运送去制备活性炭。 [0095] 步骤五：天然气合成阶段 [0096] S1：将步骤四得到的混合气体3560Nm3进入气体压缩工序，将其压缩至2.4MPa，温度降低至28℃； [0097] S2：将S1得到的气体在变换压力2.35MPa，变换温度400℃的条件下进行CO变换反应，变换主要反应为： [0098] CO+H2O＝H2+CO2 [0099] 变换采用型号为B303Q的耐硫变换催化剂； [0100] S3：将S2得到的气体在脱硫压力2.35MPa，脱硫温度320℃的条件下进行干法脱硫，干法脱硫剂选用型号为T306的氧化锌，使得脱硫后的气体中H2S含量≤0.1PPm，满足甲烷合成反应的要求。 [0101] S4：将S3得到的气体在吸附压力2.25MPa，吸附温度≤40℃的条件下进行PSA脱碳，使得PSA脱碳后的气体中CO2脱除，从而使得得到的气体达到合成反应的要求，其组成成份为：H2为59.09％，CO为16.32％，CH4为25.14％，CO2为1.46％，其中百分比为体积百分比，氢碳摩尔比(H2‑CO2)/(CO+CO2)＝3.13。其中解析出的CO2经提纯后得到2238kg液体CO2。 [0102] S5：将S4得到的2206.27Nm3气体二次加压到3.5MPa，温度升至350℃后，送入甲烷化反应器进行甲烷化处理，甲烷化主要反应： [0103] CO+3H2＝CH4+H2O+Q, [0104] CO2+4H2＝CH4+2H2O+Q [0105] 甲烷化处理采用Topsoe(TREMPTM)甲烷化工艺，选用型号为MCR‑2X的催化剂，使得甲烷化后的气体中CH4含量达到98％以上。 [0106] S6：将S5得到的气体压力降至1.7MPa，温度降低至40℃以下，利用压力下固体吸附法脱水工艺进行脱水，吸附剂选用分子筛、硅胶等。经过脱水处理得到的合格天然气流量为3 927.7Nm，甲烷含量在98.6％以上，气体露点＜‑40℃，方便压力管道远程输送。 [0107] 步骤六：活性炭制备阶段 [0108] S1：将步骤四得到的3831kg生物质炭经自然冷却至常温后输送到雷蒙磨机制粉，使得制粉后的生物质炭粉末的粒度小于200目； [0109] S2：利用螺旋搅拌机将S1得到的生物质炭粉末在混捏温度85℃，混捏时间16min的条件下，与按比例加入的煤焦油进行充分和均匀的混合，之后送入螺杆挤压机挤出圆柱条形，并进行干燥形成柱状物生料； [0110] S3：将S2得到的柱状物生料送至炭化炉内，在炭化温度620℃，无氧或少氧的条件下，进行炭化处理；其具体过程为将柱状物生料经胶带输送机送入炭化加料斗，由螺旋导板均匀加入炭化炉内，炉内设有炒板，并呈一定坡度(一般为3°)。运行时，炉体以一定速度旋转，物料因重力及炒板的作用，以一定速度分散流向出料口，流动过程中与燃烧产生的高温烟气逆向接触，温度逐渐升高而达到均匀炭化，并由出料口卸出，从而得到柱状物熟料。 [0111] 其中影响炭化的主要因素为： [0112] ①炭化温度 [0113] 炭化温度过低，将造成炭化程度不够，炭化温度太高，炭化料的挥发分含量过少，也难以保证活化反应的正常进行。一般炭化温度是在550℃～650℃区间。 [0114] ②炭化的升温速度 [0115] 炭化的升温速度太快，生物质炭及焦油分解异常剧烈，使合适的孔隙结构难以形成。炭化的升温速度太慢，则炭化料的骨架无法完全形成，强度会较差。 [0116] ③炭化气氛的影响 [0117] 无氧或少氧是制备合格炭化料的条件。氧气的存在会使原料发生氧化及燃烧，影响炭化料的空隙结构，强度和产率。 [0118] S4：将S3得到的柱状物熟料送至回转式火化炉，依次经过560℃的预热干燥，700℃2 2 的深度炭化和850℃的活化后，在冷却段降温到400℃后形成比表面积850m/g～1100m /g的活性炭；其具体过程为将炭化合格后的柱状物生料送入回转式活化炉，回转式活化炉燃料用气体燃料或重油，燃烧产生的高温烟气与水蒸气混合作为活化剂使用。炭化料通过加料装置连续不断地加入炉内，沿炉体坡度(炉体安装斜度为1°)方向缓慢由炉尾移向炉头，在依次经过560℃的预热干燥，700℃的深度炭化，850℃的活化，在冷却段降温到400℃后，经由螺旋管卸料器排出炉体，得到1050kg合格的活性炭产品。水蒸气与柱状物熟料的质量比为8.5：1，活化时间为45分钟。 [0119] S5：为了使得活化得到的活性炭品质更高，利用酸洗工艺将S4得到的活性炭进行脱灰处理，其中酸洗工艺的主要设备有搪瓷反应釜或衬胶反应釜，和其他耐酸设备。活化产品经稀盐酸溶液浸泡，加温，搅拌后，再经热的清水漂洗至中性，然后干燥。在这一过程中，一定压力的蒸汽作为热源与搅拌的动力。一般采用回转炉对湿活性炭进行干燥后即为比表2 面积966.3m/g的活性炭产品。 [0120] 实施例三 [0121] 根据图1所示，本发明提供了一种棉花秸秆经微波裂解制备合成天然气及活性炭的方法，其具体步骤如下： [0122] 步骤一：吸波材料捏泥阶段 [0123] 将900kg吸波材料计量后投入到气流粉碎机中进行磨粉，在制粉机中细磨到粒度要求小于180目后进行捏混处理。捏混就是将吸波材料与水、添加剂均匀混合，将形成的浆体料送到搅拌机中，搅拌过程不仅是为了吸波浆料混匀，还具有在搅拌过程中使料浆经受强力剪切，添加剂与吸波材料表面间作用，改善料浆体流变性能的功能。制成的料浆经料浆泵输送到表面喷涂工序的喷雾器中待用。其中料浆中固含量50.2％，添加剂为萘磺酸钠甲醛缩合物、木质素磺酸盐、聚乙二醇、淀粉、聚丙烯酰胺及聚苯乙烯磺酸盐中的一种或任意几种。 [0124] 步骤二：棉花秸秆表面喷涂阶段 [0125] 将15000kg棉花秸秆经拍压，空气吹除砂土后，输送到切片工序，将棉花秸秆切成10mm～15mm的块状料，棉花秸秆块状料输送到表面喷涂工序与从料浆泵压送到表面喷涂工序的喷雾器喷出的1793kg含固量为50.2％雾化料浆接触，混料再去均匀混合工序使得棉花秸秆与料浆基本表面均匀混合，形成反应物料。 [0126] 步骤三：微波裂解反应阶段 [0127] 将反应物料通过大倾角皮带输送机到微波裂解工序的高位料仓中，通过高位料仓底部设置的计量器具依据微波裂解反应装置的料位高低自动控制进入微波裂解反应装置进行裂解反应。微波裂解反应装置在反应温度为450℃之间，操作压力为6.5KPa微正压状态下操作。反应能量由微波发生器产生频率为2450MHz的微波，通过波导管道馈送到微波裂解反应装置的谐振腔，对内部的物料直接加热，微波对高聚物并伴有“非热效应”。由于双重加热作用使物料加热速度快，效率高。双重加热作用对高分子物质能够快速离解变成低分子链的汽(气)体产物。 [0128] 步骤四：固、液、气分离阶段 [0129] 由微波裂解反应装置中气体出口输出的气体，首先经过静电捕油器除去气体中的少量焦油，然后通过冷却器，将气体冷却为100℃以下，再经冷凝器冷凝时使可凝性气体冷凝为液相，经气液分离出的液体即为木醋液，木醋液也叫植物酸，是一种赤褐色混合物，含有酸、醇、酚、酮等多种有机物。木醋液广泛地应用于化工业、林业、农业、畜牧业、食品加工业与医药卫生业。 [0130] 经冷却、冷凝后得到的不凝性气体即为混合气体(其中混合气体的组分为：H2为25.02％，CO为19.72％，CH4为16.76％，CO2为36.7％，其他气体为1.80％，其中百分比为体积百分比)，送去合成天然气。 [0131] 经过微波裂解反应形成的4815kg生物质炭沉积在微波裂解反应装置的底部，通过底部斜体出口设置的生物质炭出料机，经过程序控制进行出料进入汇总螺旋出料机，由于汇总螺旋出料机配置有冷却装置，可将生物质炭冷却到200℃以下再输送到出口，进入生物质炭运输车内运送去制备活性炭。 [0132] 步骤五：天然气合成阶段 [0133] S1：将步骤四得到的混合气体4118Nm3进入气体压缩工序，将其压缩至2.3MPa，温度降低至28℃； [0134] S2：将S1得到的气体在变换压力2.25MPa，变换温度380℃的条件下进行CO变换反应，变换主要反应为： [0135] CO+H2O＝H2+CO2 [0136] 变换采用型号为B301的耐硫变换催化剂； [0137] S3：将S2得到的气体在脱硫压力2.26MPa，脱硫温度390℃的条件下进行干法脱硫，干法脱硫剂选用型号为T305的氧化锌，使得脱硫后的气体中H2S含量≤0.1PPm，满足甲烷合成反应的要求。 [0138] S4：将S3得到的气体在吸附压力2.20MPa，吸附温度≤40℃的条件下进行PSA脱碳，使得PSA脱碳后的气体中CO2脱除，从而使得得到的气体达到合成反应的要求，其组成成份为：H2为55.72％，CO为15.92％，CH4为26.84％，CO2为1.52％，其中百分比为体积百分比，氢碳摩尔比(H2‑CO2)/(CO+CO2)＝3.11。其中解析出的CO2经提纯后得到2631kg液体CO2。 [0139] S5：将S4得到的2571.6Nm3气体二次加压到3.4MPa，温度升至345℃后，送入甲烷化反应器进行甲烷化处理，甲烷化主要反应： [0140] CO+3H2＝CH4+H2O+Q [0141] CO2+4H2＝CH4+2H2O+Q [0142] 甲烷化处理采用英国Drvy公司的(CRG)甲烷化工艺，选用型号为CEG‑LH的催化剂，使得甲烷化后的气体中CH4含量达到98％以上。 [0143] S6：将S5得到的气体压力降至1.8MPa，温度降低至40℃以下，利用压力下固体吸附法脱水工艺进行脱水，吸附剂选用分子筛、硅胶等。经过脱水处理得到的合格天然气流量为3 1115.8Nm，甲烷含量在98.7％以上，气体露点＜‑40℃，方便压力管道远程输送。 [0144] 步骤六：活性炭制备阶段 [0145] S1：将步骤四得到的4815kg生物质炭经自然冷却至常温后输送到雷蒙磨机制粉，使得制粉后的生物质炭粉末的粒度小于200目； [0146] S2：利用螺旋搅拌机将S1得到的生物质炭粉末在混捏温度75℃，混捏时间18min的条件下，与按比例加入的煤焦油进行充分和均匀的混合，之后送入螺杆挤压机挤出圆柱条形，并进行干燥形成柱状物生料； [0147] S3：将S2得到的柱状物生料送至炭化炉内，在炭化温度580℃，无氧或少氧的条件下，进行炭化处理；其具体过程为将柱状物生料经胶带输送机送入炭化加料斗，由螺旋导板均匀加入炭化炉内，炉内设有炒板，并呈一定坡度(一般为3°)。运行时，炉体以一定速度旋转，物料因重力及炒板的作用，以一定速度分散流向出料口，流动过程中与燃烧产生的高温烟气逆向接触，温度逐渐升高而达到均匀炭化，并由出料口卸出，从而得到柱状物熟料。 [0148] 其中影响炭化的主要因素为： [0149] ①炭化温度 [0150] 炭化温度过低，将造成炭化程度不够，炭化温度太高，炭化料的挥发分含量过少，也难以保证活化反应的正常进行。一般炭化温度是在550℃～650℃区间。 [0151] ②炭化的升温速度 [0152] 炭化的升温速度太快，生物质炭及焦油分解异常剧烈，使合适的孔隙结构难以形成。炭化的升温速度太慢，则炭化料的骨架无法完全形成，强度会较差。 [0153] ③炭化气氛的影响 [0154] 无氧或少氧是制备合格炭化料的条件。氧气的存在会使原料发生氧化及燃烧，影响炭化料的空隙结构，强度和产率。 [0155] S4：将S3得到的柱状物熟料送至回转式火化炉，依次经过575℃的预热干燥，700℃2 2 的深度炭化和900℃的活化后，在冷却段降温到400℃后形成比表面积850m/g～1100m /g的活性炭；其具体过程为将炭化合格后的柱状物生料送入回转式活化炉，回转式活化炉燃料用气体燃料或重油，燃烧产生的高温烟气与水蒸气混合作为活化剂使用。炭化料通过加料装置连续不断地加入炉内，沿炉体坡度(炉体安装斜度为1°)方向缓慢由炉尾移向炉头，在依次经过575℃的预热干燥，700℃的深度炭化，900℃的活化，在冷却段降温到400℃后，经由螺旋管卸料器排出炉体，得到1050kg合格的活性炭产品。水蒸气与柱状物熟料的质量比为9：1，活化时间为38分钟。 [0156] S5：为了使得活化得到的活性炭品质更高，利用酸洗工艺将S4得到的活性炭进行脱灰处理，其中酸洗工艺的主要设备有搪瓷反应釜或衬胶反应釜，和其他耐酸设备。活化产品经稀盐酸溶液浸泡，加温，搅拌后，再经热的清水漂洗至中性，然后干燥。在这一过程中，一定压力的蒸汽作为热源与搅拌的动力。一般采用回转炉对湿活性炭进行干燥后即为比表2 面积1020.5m/g的活性炭产品。 [0157] 实施例四 [0158] 根据图1所示，本发明提供了一种棉花秸秆经微波裂解制备合成天然气及活性炭的方法，其具体步骤如下： [0159] 步骤一：吸波材料捏泥阶段 [0160] 将600kg吸波材料计量后投入到气流粉碎机中进行磨粉，在制粉机中细磨到粒度要求小于180目后进行捏混处理。捏混就是将吸波材料与水、添加剂均匀混合，将形成的浆体料送到搅拌机中，搅拌过程不仅是为了吸波浆料混匀，还具有在搅拌过程中使料浆经受强力剪切，添加剂与吸波材料表面间作用，改善料浆体流变性能的功能。制成的料浆经料浆泵输送到表面喷涂工序的喷雾器中待用。其中料浆中固含量39.7％，添加剂为萘磺酸钠甲醛缩合物、木质素磺酸盐、聚乙二醇、淀粉、聚丙烯酰胺及聚苯乙烯磺酸盐中的一种或任意几种。 [0161] 步骤二：棉花秸秆表面喷涂阶段 [0162] 将15000kg棉花秸秆经拍压，空气吹除砂土后，输送到切片工序，将棉花秸秆切成10mm～15mm的块状料，棉花秸秆块状料输送到表面喷涂工序与从料浆泵压送到表面喷涂工序的喷雾器喷出的1511kg含固量为39.7％雾化料浆接触，混料再去均匀混合工序使得棉花秸秆与料浆基本表面均匀混合，形成反应物料。 [0163] 步骤三：微波裂解反应阶段 [0164] 将反应物料通过大倾角皮带输送机到微波裂解工序的高位料仓中，通过高位料仓底部设置的计量器具依据微波裂解反应装置的料位高低自动控制进入微波裂解反应装置进行裂解反应。微波裂解反应装置在反应温度为550℃之间，操作压力为7.2KPa微正压状态下操作。反应能量由微波发生器产生频率为2450MHz的微波，通过波导管道馈送到微波裂解反应装置的谐振腔，对内部的物料直接加热，微波对高聚物并伴有“非热效应”。由于双重加热作用使物料加热速度快，效率高。双重加热作用对高分子物质能够快速离解变成低分子链的汽(气)体产物。 [0165] 步骤四：固、液、气分离阶段 [0166] 由微波裂解反应装置中气体出口输出的气体，首先经过静电捕油器除去气体中的少量焦油，然后通过冷却器，将气体冷却为100℃以下，再经冷凝器冷凝时使可凝性气体冷凝为液相，经气液分离出的液体即为木醋液，木醋液也叫植物酸，是一种赤褐色混合物，含有酸、醇、酚、酮等多种有机物。木醋液广泛地应用于化工业、林业、农业、畜牧业、食品加工业与医药卫生业。 [0167] 经冷却、冷凝后得到的不凝性气体即为混合气体(其中混合气体的组分为：H2为25.02％，CO为23.35％，CH4为15.95％，CO2为26.29％，其他气体为2.10％，其中百分比为体积百分比)，送去合成天然气。 [0168] 经过微波裂解反应形成的4215kg生物质炭沉积在微波裂解反应装置的底部，通过底部斜体出口设置的生物质炭出料机，经过程序控制进行出料进入汇总螺旋出料机，由于汇总螺旋出料机配置有冷却装置，可将生物质炭冷却到200℃以下再输送到出口，进入生物质炭运输车内运送去制备活性炭。 [0169] 步骤五：天然气合成阶段 [0170] S1：将步骤四得到的混合气体5099Nm3进入气体压缩工序，将其压缩至2.6MPa，温度降低至28℃； [0171] S2：将S1得到的气体在变换压力2.55MPa，变换温度375℃的条件下进行CO变换反应，变换主要反应为： [0172] CO+H2O＝H2+CO2 [0173] 变换采用型号为B303Q的耐硫变换催化剂； [0174] S3：将S2得到的气体在脱硫压力2.50MPa，脱硫温度320℃的条件下进行干法脱硫，干法脱硫剂选用型号为T306的氧化锌，使得脱硫后的气体中H2S含量≤0.1PPm，满足甲烷合成反应的要求。 [0175] S4：将S3得到的气体在吸附压力2.40MPa，吸附温度≤40℃的条件下进行PSA脱碳，使得PSA脱碳后的气体中CO2脱除，从而使得得到的气体达到合成反应的要求，其组成成份为：H2为59.74％，CO为16.83％，CH4为21.94％，CO2为1.48％，其中百分比为体积百分比，氢碳摩尔比(H2‑CO2)/(CO+CO2)＝3.18。其中解析出的CO2经提纯后得到2622kg液体CO2。 [0176] S5：将S4得到的3706.35Nm3气体二次加压到3.6MPa，温度升至350℃后，送入甲烷化反应器进行甲烷化处理，甲烷化主要反应： [0177] CO+3H2＝CH4+H2O+Q [0178] CO2+4H2＝CH4+2H2O+Q [0179] 甲烷化处理采用Topsoe(TREMPTM)甲烷化工艺，选用型号为MCR‑2X的催化剂，使得甲烷化后的气体中CH4含量达到98％以上。 [0180] S6：将S5得到的气体压力降至1.8MPa，温度降低至40℃以下，利用压力下固体吸附法脱水工艺进行脱水，吸附剂选用分子筛、硅胶等。经过脱水处理得到的合格天然气流量为3 1462Nm，甲烷含量在98.6％以上，气体露点＜‑40℃，方便压力管道远程输送。 [0181] 步骤六：活性炭制备阶段 [0182] S1：将步骤四得到的4215kg生物质炭经自然冷却至常温后输送到雷蒙磨机制粉，使得制粉后的生物质炭粉末的粒度小于200目； [0183] S2：利用螺旋搅拌机将S1得到的生物质炭粉末在混捏温度80℃，混捏时间18min的条件下，与按比例加入的煤焦油进行充分和均匀的混合，之后送入螺杆挤压机挤出圆柱条形，并进行干燥形成柱状物生料； [0184] S3：将S2得到的柱状物生料送至炭化炉内，在炭化温度600℃，无氧或少氧的条件下，进行炭化处理；其具体过程为将柱状物生料经胶带输送机送入炭化加料斗，由螺旋导板均匀加入炭化炉内，炉内设有炒板，并呈一定坡度(一般为3°)。运行时，炉体以一定速度旋转，物料因重力及炒板的作用，以一定速度分散流向出料口，流动过程中与燃烧产生的高温烟气逆向接触，温度逐渐升高而达到均匀炭化，并由出料口卸出，从而得到柱状物熟料。 [0185] 其中影响炭化的主要因素为： [0186] ①炭化温度 [0187] 炭化温度过低，将造成炭化程度不够，炭化温度太高，炭化料的挥发分含量过少，也难以保证活化反应的正常进行。一般炭化温度是在550℃～650℃区间。 [0188] ②炭化的升温速度 [0189] 炭化的升温速度太快，生物质炭及焦油分解异常剧烈，使合适的孔隙结构难以形成。炭化的升温速度太慢，则炭化料的骨架无法完全形成，强度会较差。 [0190] ③炭化气氛的影响 [0191] 无氧或少氧是制备合格炭化料的条件。氧气的存在会使原料发生氧化及燃烧，影响炭化料的空隙结构，强度和产率。 [0192] S4：将S3得到的柱状物熟料送至回转式火化炉，依次经过550℃的预热干燥，700℃2 2 的深度炭化和875℃的活化后，在冷却段降温到400℃后形成比表面积850m/g～1100m /g的活性炭；其具体过程为将炭化合格后的柱状物生料送入回转式活化炉，回转式活化炉燃料用气体燃料或重油，燃烧产生的高温烟气与水蒸气混合作为活化剂使用。炭化料通过加料装置连续不断地加入炉内，沿炉体坡度(炉体安装斜度为1°)方向缓慢由炉尾移向炉头，在依次经过550℃的预热干燥，700℃的深度炭化，875℃的活化，在冷却段降温到400℃后，经由螺旋管卸料器排出炉体，得到998kg合格的活性炭产品。水蒸气与柱状物熟料的质量比为 9：1，活化时间为40分钟。 [0193] S5：为了使得活化得到的活性炭品质更高，利用酸洗工艺将S4得到的活性炭进行脱灰处理，其中酸洗工艺的主要设备有搪瓷反应釜或衬胶反应釜，和其他耐酸设备。活化产品经稀盐酸溶液浸泡，加温，搅拌后，再经热的清水漂洗至中性，然后干燥。在这一过程中，一定压力的蒸汽作为热源与搅拌的动力。一般采用回转炉对湿活性炭进行干燥后即为比表2 面积1010.63m/g的活性炭产品。 [0194] 实施例五 [0195] 根据图1所示，本发明提供了一种棉花秸秆经微波裂解制备合成天然气及活性炭的方法，其具体步骤如下： [0196] 步骤一：吸波材料捏泥阶段 [0197] 将12000kg吸波材料计量后投入到气流粉碎机中进行磨粉，在制粉机中细磨到粒度要求小于180目后进行捏混处理。捏混就是将吸波材料与水、添加剂均匀混合，将形成的浆体料送到搅拌机中，搅拌过程不仅是为了吸波浆料混匀，还具有在搅拌过程中使料浆经受强力剪切，添加剂与吸波材料表面间作用，改善料浆体流变性能的功能。制成的料浆经料浆泵输送到表面喷涂工序的喷雾器中待用。其中料浆中固含量58.5％，添加剂为萘磺酸钠甲醛缩合物、木质素磺酸盐、聚乙二醇、淀粉、聚丙烯酰胺及聚苯乙烯磺酸盐中的一种或任意几种。 [0198] 步骤二：棉花秸秆表面喷涂阶段 [0199] 将15000kg棉花秸秆经拍压，空气吹除砂土后，输送到切片工序，将棉花秸秆切成10mm～15mm的块状料，棉花秸秆块状料输送到表面喷涂工序与从料浆泵压送到表面喷涂工序的喷雾器喷出的20512.9kg含固量为58.5％雾化料浆接触，混料再去均匀混合工序使得棉花秸秆与料浆基本表面均匀混合，形成反应物料。 [0200] 步骤三：微波裂解反应阶段 [0201] 将反应物料通过大倾角皮带输送机到微波裂解工序的高位料仓中，通过高位料仓底部设置的计量器具依据微波裂解反应装置的料位高低自动控制进入微波裂解反应装置进行裂解反应。微波裂解反应装置在反应温度为750℃之间，操作压力为8KPa微正压状态下操作。反应能量由微波发生器产生频率为2450MHz的微波，通过波导管道馈送到微波裂解反应装置的谐振腔，对内部的物料直接加热，微波对高聚物并伴有“非热效应”。由于双重加热作用使物料加热速度快，效率高。双重加热作用对高分子物质能够快速离解变成低分子链的汽(气)体产物。 [0202] 步骤四：固、液、气分离阶段 [0203] 由微波裂解反应装置中气体出口输出的气体，首先经过静电捕油器除去气体中的少量焦油，然后通过冷却器，将气体冷却为100℃以下，再经冷凝器冷凝时使可凝性气体冷凝为液相，经气液分离出的液体即为木醋液，木醋液也叫植物酸，是一种赤褐色混合物，含有酸、醇、酚、酮等多种有机物。木醋液广泛地应用于化工业、林业、农业、畜牧业、食品加工业与医药卫生业。 [0204] 经冷却、冷凝后得到的不凝性气体即为混合气体(其中混合气体的组分为：H2为35.02％，CO为24.00％，CH4为15.00％，CO2为24.88％，其他气体为1.10％，其中百分比为体积百分比)，送去合成天然气。 [0205] 经过微波裂解反应形成的4210kg生物质炭沉积在微波裂解反应装置的底部，通过底部斜体出口设置的生物质炭出料机，经过程序控制进行出料进入汇总螺旋出料机，由于汇总螺旋出料机配置有冷却装置，可将生物质炭冷却到200℃以下再输送到出口，进入生物质炭运输车内运送去制备活性炭。 [0206] 步骤五：天然气合成阶段 [0207] S1：将步骤四得到的混合气体5571Nm3进入气体压缩工序，将其压缩至3.0MPa，温度降低至45℃； [0208] S2：将S1得到的气体在变换压力2.5MPa，变换温度470℃的条件下进行CO变换反应，变换主要反应为： [0209] CO+H2O＝H2+CO2 [0210] 变换采用型号为B303Q的耐硫变换催化剂； [0211] S3：将S2得到的气体在脱硫压力2.9MPa，脱硫温度400℃的条件下进行干法脱硫，干法脱硫剂选用型号为T306的氧化锌，使得脱硫后的气体中H2S含量≤0.1PPm，满足甲烷合成反应的要求。 [0212] S4：将S3得到的气体在吸附压力2.8MPa，吸附温度≤40℃的条件下进行PSA脱碳，使得PSA脱碳后的气体中CO2脱除，从而使得得到的气体达到合成反应的要求，其组成成份为：H2为61.23％，CO为17.49％，CH4为20.00％，CO2为1.25％，其中百分比为体积百分比，氢碳摩尔比(H2‑CO2)/(CO+CO2)＝3.2。其中解析出的CO2经提纯后得到2740kg液体CO2。 [0213] S5：将S4得到的4172.75Nm3气体二次加压到4.5MPa，温度升至500℃后，送入甲烷化反应器进行甲烷化处理，甲烷化主要反应： [0214] CO+3H2＝CH4+H2O+Q [0215] CO2+4H2＝CH4+2H2O+Q [0216] 甲烷化处理采用Topsoe(TREMPTM)甲烷化工艺，选用型号为MCR‑2X的催化剂，使得甲烷化后的气体中CH4含量达到98％以上。 [0217] S6：将S5得到的气体压力降至1.9MPa，温度降低至40℃以下，利用压力下固体吸附法脱水工艺进行脱水，吸附剂选用分子筛、硅胶等。经过脱水处理得到的合格天然气流量为3 1585.3Nm，甲烷含量在98.7％以上，气体露点＜‑40℃，方便压力管道远程输送。 [0218] 步骤六：活性炭制备阶段 [0219] S1：将步骤四得到的4210kg生物质炭经自然冷却至常温后输送到雷蒙磨机制粉，使得制粉后的生物质炭粉末的粒度小于200目； [0220] S2：利用螺旋搅拌机将S1得到的生物质炭粉末在混捏温度90℃，混捏时间20min的条件下，与煤焦油进行充分和均匀的混合，之后送入螺杆挤压机挤出圆柱条形，并进行干燥形成柱状物生料； [0221] S3：将S2得到的柱状物生料送至炭化炉内，在炭化温度650℃，无氧或少氧的条件下，进行炭化处理；其具体过程为将柱状物生料经胶带输送机送入炭化加料斗，由螺旋导板均匀加入炭化炉内，炉内设有炒板，并呈一定坡度(一般为3°)。运行时，炉体以一定速度旋转，物料因重力及炒板的作用，以一定速度分散流向出料口，流动过程中与燃烧产生的高温烟气逆向接触，温度逐渐升高而达到均匀炭化，并由出料口卸出，从而得到柱状物熟料。 [0222] 其中影响炭化的主要因素为： [0223] ①炭化温度 [0224] 炭化温度过低，将造成炭化程度不够，炭化温度太高，炭化料的挥发分含量过少，也难以保证活化反应的正常进行。一般炭化温度是在550℃～650℃区间。 [0225] ②炭化的升温速度 [0226] 炭化的升温速度太快，生物质炭及焦油分解异常剧烈，使合适的孔隙结构难以形成。炭化的升温速度太慢，则炭化料的骨架无法完全形成，强度会较差。 [0227] ③炭化气氛的影响 [0228] 无氧或少氧是制备合格炭化料的条件。氧气的存在会使原料发生氧化及燃烧，影响炭化料的空隙结构，强度和产率。 [0229] S4：将S3得到的柱状物熟料送至回转式火化炉，依次经过600℃的预热干燥，700℃2 2 的深度炭化和950℃的活化后，在冷却段降温到400℃后形成比表面积850m/g～1100m /g的活性炭；其具体过程为将炭化合格后的柱状物生料送入回转式活化炉，回转式活化炉燃料用气体燃料或重油，燃烧产生的高温烟气与水蒸气混合作为活化剂使用。炭化料通过加料装置连续不断地加入炉内，沿炉体坡度(炉体安装斜度为1°)方向缓慢由炉尾移向炉头，在依次经过600℃的预热干燥，700℃的深度炭化，950℃的活化，在冷却段降温到400℃后，经由螺旋管卸料器排出炉体，得到1052kg合格的活性炭产品。水蒸气与柱状物熟料的质量比为10：1，活化时间为50分钟。 [0230] S5：为了使得活化得到的活性炭品质更高，利用酸洗工艺将S4得到的活性炭进行脱灰处理，其中酸洗工艺的主要设备有搪瓷反应釜或衬胶反应釜，和其他耐酸设备。活化产品经稀盐酸溶液浸泡，加温，搅拌后，再经热的清水漂洗至中性，然后干燥。在这一过程中，一定压力的蒸汽作为热源与搅拌的动力。一般采用回转炉对湿活性炭进行干燥后即为比表2 面积1089m/g的活性炭产品。 [0231] 以上实施例不局限于该实施例自身的技术方案，实施例之间可以相互结合成新的实施例。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。