[發(fā)明專利]利用糠醛渣生產(chǎn)活性炭工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810050529.9
• 申請日: 2008-03-21
• 公開（公告）號: CN101244821A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉祚希;姜富林
• 申請（專利權(quán)）人: 劉祚希;姜富林
• 主分類號: C01B31/08
• 分類號: C01B31/08
• 代理公司: 吉林長春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 陳宏偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開一種利用糠醛廢渣生產(chǎn)專用活性炭產(chǎn)品工藝方法，屬于專用活性炭系列產(chǎn)品制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，利用糠醛廢渣生產(chǎn)活性炭工藝原理在有關(guān)文獻(xiàn)曾經(jīng)報道過：糠醛廠水解渣制備活性炭新工藝研究，是首先將濕糠醛渣干燥至水分在5％以下，然后粉碎篩分取小于60目者待用。取一定濃度的H₃PO₄溶液，按一定的固液比與干糖醛渣混合，并反復(fù)攪拌捏合，至H₃PO₄全部均勻滲入糠醛渣中為止。將混合均勻的物料移至料盤中，于高溫爐內(nèi)在一定溫度下炭化活化，反應(yīng)一定時間后取出，再經(jīng)洗滌、過濾、研磨等過程得產(chǎn)品(參見圖1)。綜合上述存在不足之處是；由于工業(yè)生產(chǎn)活性炭都是采用傳統(tǒng)加熱方式，對提高能源利用率的研究大部分都集中在對傳統(tǒng)工藝中爐型的改進(jìn)上，但是傳統(tǒng)炭化、活化爐必須對爐體進(jìn)行加熱和保溫，這種改造對熱利用率的提高是極為有限的，所以傳統(tǒng)干燥、炭化活化法雖工藝比較成熟但需用大量的外加熱能源(煤燃料)從而使產(chǎn)品成本高、污染環(huán)境。

糠醛渣是以農(nóng)副產(chǎn)品稻草、玉米芯等為原料，經(jīng)加酸水解制得糠醛后的殘渣，每生產(chǎn)1t糠醛排出約16t廢渣，全國每年有數(shù)百萬噸廢渣產(chǎn)生，大部分被作為鍋爐燃料燒掉，另外一部分排入環(huán)境。因糠醛渣中主要成分為多縮戊糖、纖維素、木質(zhì)素等，其碳素含量在40％以上，是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)活性炭的良好原料，而目前利用糠醛廢渣生產(chǎn)活性炭主要是靠將濕糠醛渣干燥至水分在5％以下，然后粉碎篩分取小于60目者待用。取一定濃度的H₃PO₄溶液，按一定的固液比與干糖醛渣混合，并反復(fù)攪拌捏合，至H₃PO₄全部均勻滲入糠醛渣中為止。將混合均勻的物料移至料盤中，于高溫爐內(nèi)在一定溫度下炭化活化，反應(yīng)一定時間后取出，再經(jīng)洗滌、過濾、研磨等過程制得活性炭產(chǎn)品，所以利用微波技術(shù)解決糠醛廢渣干燥問題、炭化過程釋放出氫氣和一氧化碳，經(jīng)過點燃后放出的熱量值足以補(bǔ)充活化反應(yīng)過程所需的熱量值是本發(fā)明的主要技術(shù)點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開一種利用糠醛廢渣生產(chǎn)專用活性炭產(chǎn)品工藝方法，克服了傳統(tǒng)活性炭生產(chǎn)工藝成本高、污染環(huán)境的問題。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

將糠醛廢渣進(jìn)入分選機(jī)除去糠醛渣里的雜質(zhì)，然后通過微波干燥使糠醛渣的含水率達(dá)3～8％，投入炭化爐使糠醛渣溫度到達(dá)350～400℃，廢渣中的有機(jī)物開始大量分解溫度達(dá)到400℃保持25～35分鐘，使碳的相對含量不斷增大，同時顆粒體積收縮強(qiáng)度不斷提高，最終形成堅硬的炭粒，即完成炭化過程。

在上述工藝生產(chǎn)過程中，與此同時糠醛廢渣中的纖維素與木素等經(jīng)過炭化于有機(jī)物發(fā)生脫水反應(yīng)，并伴隨C-O-C鍵斷裂，H、O、CO。及烷烴等揮發(fā)性物質(zhì)大量逸出，并釋放出氫氣、氧、一氧化碳，經(jīng)過點燃后放出的熱量足以補(bǔ)充該活化爐反應(yīng)過程所需的熱量值，使活化爐中的溫度保持在800～900℃之間，這樣在不加外熱的情況下產(chǎn)生循環(huán)熱值，能使活化爐反應(yīng)正常生產(chǎn)出活性炭產(chǎn)品。

本發(fā)明所得的糠醛廢渣制活性炭是一種黑色多孔的固體炭質(zhì)，主要有機(jī)成分為碳，并含少量氧、氫、硫、氮、氯等元素，其物化性能：表面積1000m²/g以上、平均孔徑1nm、微孔孔容占總孔容的60％以上、表面含氧基團(tuán)86.3(a.u.)、O₂吸附量0.87％(wt)，碘值814mg/g，苯吸附27.6％(wt)。SO₂吸附量高達(dá)33.6％，堆積密度為0.4～0.7g/mL，并可用于兩種方式的吸附，即物理吸附和化學(xué)吸附。

化學(xué)吸附是單分子層吸附，可以除去廢水和廢氣中的極性污染物以及一些金屬離子；物理吸附能夠形成多分子層吸附，能有效地吸附廢水和廢氣中的有機(jī)污染物，廣泛用于去除污水中的污染物、脫色、過濾凈化液體、氣體，還用于對空氣的凈化處理、廢氣回收(如在化工行業(yè)里對氣體苯的回收)、貴重金屬的回收及提煉(如對黃金的吸收)等方面。

本發(fā)明的積極效果在于：利用微波加熱則不需對糠醛廢料和爐體本身進(jìn)行加熱及保溫爐體加熱，沒有額外熱量消耗，可最大限度地提高能源利用率，微波加熱均勻，僅需傳統(tǒng)加熱方式的幾分之一或幾十分之一就可達(dá)到加熱干燥的目的，降低產(chǎn)品成本，然后用炭化過程產(chǎn)生釋放出氫氣、氧、一氧化碳，經(jīng)過點燃后放出的熱量足以補(bǔ)充該活化爐反應(yīng)過程所需的熱量，使活化爐中的溫度保持在800～900℃之間，這樣在不加外熱的情況下產(chǎn)生循環(huán)熱值，并且可容易控制活性炭產(chǎn)品質(zhì)量。