[發(fā)明專利]一種利用氣化后剩余稻殼灰生產(chǎn)白炭黑和活性炭的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910187839.X
• 申請(qǐng)日: 2009-10-13
• 公開（公告）號(hào): CN101704526A
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周英彥;李紅霞;李洪錫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 李洪錫;周英彥;李紅霞
• 主分類號(hào): C01B33/12
• 分類號(hào): C01B33/12;C01B31/08
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責(zé)任公司 21101
• 代理人: 刁佩德

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種白炭黑和活性炭的制造方法，特別是以氣化后剩余稻殼灰為原料，先制成水玻璃和碳粉，然后分別用碳粉制成活性炭，用水玻璃制成白炭黑而其化工原料堿可循環(huán)使用的方法。

背景技術(shù)

眾所周知，白炭黑是白色粉末狀X-射線無定形硅酸和硅酸鹽產(chǎn)品的總稱，主要是指沉淀二氧化硅、氣相二氧化硅、超細(xì)二氧化硅凝膠和氣凝膠。白炭黑是多孔性物質(zhì)，其組成可用SiO₂·nH₂O表示，其nH₂O是以表面羥基的形式存在。白炭黑耐高溫、不燃、無味、無嗅、具有很好的電絕緣性，具有易粉碎的特點(diǎn)。白炭黑主要用作橡膠的補(bǔ)強(qiáng)劑、牙膏摩擦劑、油狀物吸收分散劑，如農(nóng)藥載體，涂料和不飽和樹脂增稠劑等等，應(yīng)用范圍極其廣泛。制造白炭黑的傳統(tǒng)沉淀法，用水玻璃與強(qiáng)酸反應(yīng)生成水合二氧化硅沉淀，這種方法生產(chǎn)1噸白炭黑要消耗4～4.5噸水玻璃和1.5噸鹽酸(或當(dāng)量的硫酸)，化工原料消耗大，濾液為硫酸鈉溶液或氯化鈉溶液，其排放會(huì)帶來環(huán)境污染。活性炭是一種多孔碳材料，具有高度發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，吸附能力強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高、使用失效后易再生等特點(diǎn)?；钚蕴孔鳛橐环N優(yōu)良的吸附劑及催化劑載體，早已廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)、食品加工、交通能源、醫(yī)療衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)、國防等領(lǐng)域，以及環(huán)境保護(hù)和人類生活等各個(gè)方面。傳統(tǒng)的活性炭制備方法多以木材、木炭等為原料，木材過度的砍伐會(huì)帶來了生態(tài)環(huán)境的惡化，為了可持續(xù)發(fā)展，國家迅速對(duì)自然林實(shí)行禁伐，致使木材木炭的來源萎縮，制備活性炭的原料受到很大限制，價(jià)格也呈上漲趨勢(shì)。在我國稻谷總產(chǎn)量約2億噸(占全世界總產(chǎn)量的1/3，居世界首位)，大量的稻殼資源并沒有得到很好的利用，在很多的地區(qū)，稻殼被燒毀，既污染了環(huán)境，又浪費(fèi)了稻殼資源，在此形勢(shì)下，利用稻殼生產(chǎn)活性炭和白炭黑的新工藝亟待提高與完善。

為了解決上述問題，本發(fā)明人曾參與授權(quán)公告號(hào)為CN1037110C的“一種生產(chǎn)白炭黑的方法”的設(shè)計(jì)，它以碳酸鈉或碳酸鉀溶液浸漬稻殼等禾本科植物原料，將浸漬后的原料用炭化爐煙道氣烘干，送入還原性炭化爐中進(jìn)行炭化處理或直接燃燒，生成炭粉和水玻璃混合物，將它們?cè)诔簾崴腥苤螅?jīng)過濾制得水玻璃，再將水玻璃與可溶性堿金屬酸式碳酸鹽反應(yīng)生成水合二氧化硅，經(jīng)過濾、清洗、烘干，制成白炭黑。過濾液為碳酸鈉溶液，將濾液碳酸鈉回收，循環(huán)使用，一部分用于浸漬原料稻殼，另一部分與適量補(bǔ)充的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉，再用來生產(chǎn)白炭黑。水玻璃與炭粉混合物加水溶解，水玻璃被濾出后，清洗濾渣為含炭量很高的炭渣，是生產(chǎn)活性炭的原料。這項(xiàng)專利的優(yōu)點(diǎn)是堿(碳酸鈉)液回收，循環(huán)使用。該方法尚存一些重大的缺點(diǎn)：(i)上述稻殼整體被堿液浸漬，再烘干，這一工藝并不完全合理，①稻殼中含有大量的有機(jī)物，堿溶液浸漬有機(jī)物并將其烘干是無效工作，使得總工作量加大很多，②另外稻殼的特點(diǎn)是水合二氧化硅呈網(wǎng)絡(luò)狀穿插在有機(jī)物之中，稻殼非常致密，致使浸漬稻殼的堿(碳酸鈉或碳酸鉀)溶液達(dá)到均勻滲透的時(shí)間長達(dá)10-20小時(shí)以上，因而浸漬稻殼需要大的倉容?？偠灾瑝A(碳酸鈉或碳酸鉀)溶液直接浸漬稻殼并不是最佳方案，需要改進(jìn)；(ii)“浸漬后的原料烘干后，送入還原性炭化爐中進(jìn)行炭化處理或直接燃燒，生成炭粉、水玻璃混合物”的工藝也存在需要改進(jìn)的缺陷：①經(jīng)浸漬的原料烘干后在還原性炭化爐進(jìn)行炭化處理，實(shí)質(zhì)上就是有機(jī)物氣化的過程，堿液浸漬稻殼烘干后，數(shù)量相當(dāng)大的一部分堿只是附著稻殼的外表上，在炭化(有機(jī)物氣化)工藝操作中烘干后的浸漬稻殼在氣化氣中激烈翻飛，附著在稻殼的外表上的堿會(huì)脫落，被氣流帶走，它們沒有機(jī)會(huì)與SiO₂反應(yīng)生成水玻璃，這部分堿實(shí)質(zhì)上就流失了。②如果直接燃燒，則溫度常常偏高且不容易控制，后果是制備活性炭的炭粉保留不足，同時(shí)水玻璃容易被燒結(jié)成塊狀，不利于溶煮提取。