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[發明專利]一種利用氣化后剩余稻殼灰生產白炭黑和活性炭的方法無效

專利信息
申請號: 200910187839.X 申請日: 2009-10-13
公開(公告)號: CN101704526A 公開(公告)日: 2010-05-12
發明(設計)人: 周英彥;李紅霞;李洪錫 申請(專利權)人: 李洪錫;周英彥;李紅霞
主分類號: C01B33/12 分類號: C01B33/12;C01B31/08
代理公司: 沈陽科威專利代理有限責任公司 21101 代理人: 刁佩德
地址: 110016 遼寧省沈*** 國省代碼: 遼寧;21
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 一種 利用 氣化 剩余 稻殼 生產 炭黑 活性炭 方法
【說明書】:

技術領域

本發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使用的方法。

背景技術

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品的總稱,主要是指沉淀二氧化硅、氣相二氧化硅、超細二氧化硅凝膠和氣凝膠。白炭黑是多孔性物質,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。白炭黑主要用作橡膠的補強劑、牙膏摩擦劑、油狀物吸收分散劑,如農藥載體,涂料和不飽和樹脂增稠劑等等,應用范圍極其廣泛。制造白炭黑的傳統沉淀法,用水玻璃與強酸反應生成水合二氧化硅沉淀,這種方法生產1噸白炭黑要消耗4~4.5噸水玻璃和1.5噸鹽酸(或當量的硫酸),化工原料消耗大,濾液為硫酸鈉溶液或氯化鈉溶液,其排放會帶來環境污染。活性炭是一種多孔碳材料,具有高度發達的孔隙結構和巨大的比表面積,吸附能力強、化學穩定性好、機械強度高、使用失效后易再生等特點。活性炭作為一種優良的吸附劑及催化劑載體,早已廣泛應用于化學工業、食品加工、交通能源、醫療衛生、農業、國防等領域,以及環境保護和人類生活等各個方面。傳統的活性炭制備方法多以木材、木炭等為原料,木材過度的砍伐會帶來了生態環境的惡化,為了可持續發展,國家迅速對自然林實行禁伐,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,價格也呈上漲趨勢。在我國稻谷總產量約2億噸(占全世界總產量的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,稻殼被燒毀,既污染了環境,又浪費了稻殼資源,在此形勢下,利用稻殼生產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,本發明人曾參與授權公告號為CN1037110C的“一種生產白炭黑的方法”的設計,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行炭化處理或直接燃燒,生成炭粉和水玻璃混合物,將它們在常壓熱水中溶煮,經過濾制得水玻璃,再將水玻璃與可溶性堿金屬酸式碳酸鹽反應生成水合二氧化硅,經過濾、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,循環使用,一部分用于浸漬原料稻殼,另一部分與適量補充的二氧化碳反應生成碳酸氫鈉,再用來生產白炭黑。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,是生產活性炭的原料。這項專利的優點是堿(碳酸鈉)液回收,循環使用。該方法尚存一些重大的缺點:(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物,堿溶液浸漬有機物并將其烘干是無效工作,使得總工作量加大很多,②另外稻殼的特點是水合二氧化硅呈網絡狀穿插在有機物之中,稻殼非常致密,致使浸漬稻殼的堿(碳酸鈉或碳酸鉀)溶液達到均勻滲透的時間長達10-20小時以上,因而浸漬稻殼需要大的倉容。總而言之,堿(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;(ii)“浸漬后的原料烘干后,送入還原性炭化爐中進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的缺陷:①經浸漬的原料烘干后在還原性炭化爐進行炭化處理,實質上就是有機物氣化的過程,堿液浸漬稻殼烘干后,數量相當大的一部分堿只是附著稻殼的外表上,在炭化(有機物氣化)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脫落,被氣流帶走,它們沒有機會與SiO2反應生成水玻璃,這部分堿實質上就流失了。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,同時水玻璃容易被燒結成塊狀,不利于溶煮提取。

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