[發明專利]花椒枝木熱解生產活性炭的方法

有效

• 申請號: 201310164079.7
• 申請日: 2013-05-07
• 公開（公告）號: CN103274399A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 朱銘強;程慶軍;蘇印泉;.郭建信;朱亞紅
• 申請（專利權）人: 韓城市金太陽花椒油脂藥料有限責任公司
• 主分類號: C01B31/10
• 分類號: C01B31/10
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

技術領域

本發明涉及生物質熱解技術領域，特別是涉及一種花椒修剪枝木熱解生產活性炭的方法。

背景技術

花椒（Zanthoxylum?bungeanum）又稱為秦椒、川椒，為蕓香科花椒屬落葉灌木或小喬木的果實，是家庭常用烹飪調料和中藥配料，主要由α-松油醇、月桂烯、1，8-桉葉素、檸檬烯等物質組成，富含多不飽和脂肪酸(PUFAs)具有溫中散寒、除濕、殺蟲鎮痛、抗腫瘤等作用。花椒在日本、韓國、朝鮮、印度、馬來西亞、尼泊爾、菲律賓等國家均有種植，花椒在我國分布廣泛，以青椒、山椒、枸椒、川椒、大紅袍等命名的花椒在我國華北、華中、華南均有分布，韓城市、寶雞陳倉區、鳳縣是陜西省花椒栽培較為集中的縣區。鳳縣地處秦嶺西段南坡腹地，近年把花椒確定為特色主導產業和鞏固退耕還林成果后續產業林業項目，留存株數4700萬株，年產值超過2億元，被國家林業局命名的“中國花椒之鄉”。為培育花椒樹形成高產穩產的樹形結構，需要經常修剪花椒樹的過密枝、交叉枝、重疊枝、纖弱枝等枝條，使各級枝條不斷復壯，促進生長結果枝的大量生長。目前，有關花椒籽油、花椒油（調味油）、花椒調料、花芽菜等產品的研究相對較多，但對于花椒多刺枝木的開發利用研究相對較少，大量的多刺枝木如得不到有效利用，就白白浪費了寶貴的生物質資源。因此，針對花椒多刺枝木硬度高，材質致密的特點，本研究開發了新的工藝，利用花椒修剪枝木制備活性炭。

活性炭（Activated?Carbon）是由含碳物質制造的外觀呈黑色、內部空隙結構發達、表面積高、吸附能力強的一類微晶質碳。活性炭具有一定的化學穩定性、機械強度及耐酸堿、耐熱等重要性能，使它在食品、化工、國防、醫藥、環保及農業等諸多領域得到了廣泛而重要的應用。目前，活性炭的生產方法主要有化學活化法、物理活化法以及化學物理活化法。物理活化法制備活性炭主要以氧化性氣體（CO₂、H₂O、空氣等）為活化劑。活化劑與原料內部的碳原子反應生成氣體并逸出，這樣就會在碳原子處形成孔隙，足夠量的碳原子與活化劑反應后，就會產生大量的微孔結構。化學活化是用化學試劑與原材料經過交聯或縮聚反應形成微孔結構的過程。化學活化比物理活化生產周期短，且工藝成熟。目前，常用的活化劑有H₃PO₄、NaOH、ZnCl₂等。化學-物理聯合活化法是綜合物理與化學活化方法的優點，制備高吸附性能活性炭，但目前的技術上存在不足之處，需要進一步研究他們之間相關作用機理，也要開發新的技術裝備。利用不同的原料和不同的工藝進行制備，進而得到不同性能的生物質活性炭。

活性炭的內部孔隙物理結構、比表面積大小、吸附能力強弱與制備所用的原料、工藝及最終產品形狀，具有密切關系。目前，如何解決活性炭原材料問題，限制盲目開采，對資源進行合理的保護，避免優質資源的浪費，突破單一原材料的限制，增加可持續利用資源的來源，成為活性炭生產領域急需解決的問題。以木材為原料的傳統活性炭的制備受到生態環境保護的限制，于是利用農林廢棄物為原料來制取活性炭越來越被重視。

利用花椒修剪枝木制備活性炭，迄今為止未見報道。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種花椒枝木熱解生產活性炭的方法，不僅解決了花椒枝木開發利用的技術難點，而且充分利用廢棄的花椒枝木，擴大了活性炭來源的新途徑。

本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的花椒枝木熱解生產活性炭的方法，其包括以下步驟：

a．將花椒枝木去雜后，風干或烘干后破碎；

b．將步驟a破碎后花椒枝木裝入回轉爐中，設置回轉爐的升溫速率和溫度范圍，在活化氣體存在的條件下，加熱進行炭活化；

c．將步驟b中活化后的活性炭，粉碎后進行酸洗、水洗、烘干、粉碎、過篩檢驗后，進行包裝，制備獲得成品活性炭。

本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。

較優地，前述的花椒枝木熱解生產活性炭的方法，其中步驟a中去雜后花椒枝木在105±5℃下烘干，破碎花椒枝木的長度為5～10cm。

較優地，前述的花椒枝木熱解生產活性炭的方法，其中步驟b中設置回轉爐的升溫速率為1～15℃/min，炭活化溫度范圍為400～1200℃，炭活化時間為1～4h，回轉爐的轉速為0.5～2.5rpm，回轉爐的傾爐角度為-2°～14°。