[發(fā)明專利]沙柳枝木熱解生產(chǎn)活性炭的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310164737.2
• 申請日: 2013-05-07
• 公開（公告）號: CN103274400A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱銘強;蘇印泉;朱亞紅;尉芹;段義忠;亢福仁;任米燕;馮光惠
• 申請（專利權(quán)）人: 西北農(nóng)林科技大學(xué)
• 主分類號: C01B31/10
• 分類號: C01B31/10
• 代理公司: 北京中原華和知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物質(zhì)熱解技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種沙柳平茬后枝木熱解生產(chǎn)活性炭的方法。

背景技術(shù)

沙柳是我國防風(fēng)固沙的優(yōu)質(zhì)沙生灌木，具有耐旱、耐寒、耐高溫、耐沙漠、耐沙埋、抗風(fēng)蝕、易繁殖、速生等特性。一般來說，沙柳灌叢貼地而生，叢生性強，分枝多，密度大，3年生沙柳枝條直徑平均可達到2～3cm，高3m以上，沙柳枝條必須每3～4年平茬一次，第二年會發(fā)出更多新枝，否則會自然衰敗而枯死。近年來由于國家加強治沙力度，實施了許多優(yōu)惠政策，使人工種植沙柳的面積不斷擴大。過去平茬后的沙柳枝木主要作為薪材被燒掉，大量的沙柳枝木燃燒后會造成資源嚴重浪費和環(huán)境污染。

目前沙柳平茬后枝木的利用主要集中在造紙、人造板等方面，然而，沙柳枝木組織致密、數(shù)量多是木材熱解生產(chǎn)活性炭、木醋液、焦油及木煤氣的理想原材料，迄今為止未見此方面的報道。

活性炭的內(nèi)部孔隙物理結(jié)構(gòu)、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(chǎn)品形狀，具有密切關(guān)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(yōu)質(zhì)資源的浪費，突破單一原材料的限制，增加可持續(xù)利用資源的來源，成為活性炭生產(chǎn)領(lǐng)域急需解決的問題。

從產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)角度而言，根據(jù)市場需要，選用合適的原料，確定科學(xué)合理的工藝，實現(xiàn)優(yōu)良的性價比，是產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種沙柳枝木熱解生產(chǎn)活性炭的方法，不僅解決了沙柳枝木開發(fā)利用的技術(shù)難點，而且充分利用廢棄的沙柳枝木，擴大了活性炭來源的新途徑。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的沙柳枝木熱解生產(chǎn)活性炭的方法，其包括以下步驟：

a.將沙柳枝木去雜后，風(fēng)干或烘干后粉碎；

b.將粉碎后的沙柳枝木放入回轉(zhuǎn)爐中，在保護性氣體下進行炭化；

c.炭化后通入氣體活化劑進行活化；

d.將活化后的活性炭從回轉(zhuǎn)爐中取出，經(jīng)漂洗、篩選、檢測后，進行包裝，即得活性炭成品。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。

較佳地，前述的沙柳枝木熱解生產(chǎn)活性炭的方法，步驟b、c中在回轉(zhuǎn)爐中進行炭化、活化的條件如下：第一階段：升溫速率1～15℃/min，溫度范圍0～1200℃；第二階段：升溫速率1～15℃/min，保溫范圍600～1200℃，保溫時間1～6h；第三階段：停止加熱，啟動降溫程序。

較佳地，前述的沙柳枝木熱解生產(chǎn)活性炭的方法，步驟b、c中回轉(zhuǎn)爐內(nèi)部的氣體壓力小于0.40MPa，轉(zhuǎn)速為0.5～2.5rpm，傾爐角度為-2°～14°。

較佳地，前述的沙柳枝木熱解生產(chǎn)活性炭的方法，步驟c中的氣體活化劑為水蒸氣或二氧化碳。

較佳地，前述的沙柳枝木熱解生產(chǎn)活性炭的方法，其中，水蒸氣的流量為1～80kg/h，CO₂的流量為15～90L/h。

較佳地，前述的沙柳枝木熱解生產(chǎn)活性炭的方法，其采用以下設(shè)備進行生產(chǎn)：該設(shè)備包括：蒸汽發(fā)生裝置、高溫?zé)峤夥磻?yīng)裝置、集成式冷凝裝置,以上各種設(shè)備依次相互連通；集成式冷凝裝置中設(shè)有冷凝物收集器和不可冷凝氣體收集器，且該不可冷凝氣體收集器與該高溫?zé)峤夥磻?yīng)裝置相通；其中，在進行活性炭生產(chǎn)時，將能夠冷卻的物質(zhì)收集在冷凝物收集器中；將最終形成的不可冷凝氣體，收集在不可冷凝氣體收集器中，不可冷凝氣體收集器中的一部分不可冷凝氣體再送入回轉(zhuǎn)爐中，作為炭活化過程中的保護性氣體，另外一部分貯存在氣罐中作為燃燒氣。

較佳地，前述的沙柳枝木熱解生產(chǎn)活性炭的方法，其中該冷凝物收集器上設(shè)有氣閥，該冷凝物收集器經(jīng)由洗氣瓶與該不可冷凝氣體收集器相連通；其中，在進行活性炭生產(chǎn)時，將該冷凝物收集器中產(chǎn)生的小部分廢煙氣通過氣閥調(diào)控，經(jīng)過洗氣瓶處理后，進一步收集在該不可冷凝氣體收集器中。

較佳地，前述的沙柳枝木熱解生產(chǎn)活性炭的方法，其包括以下步驟：

A.原料準備和程序設(shè)定階段：將處理好的沙柳枝木加入回轉(zhuǎn)爐內(nèi)，關(guān)閉加料口，設(shè)置回轉(zhuǎn)爐的升溫速率和溫度范圍；其中，第一階段：升溫速率1～15℃/min，溫度范圍0～1200℃；第二階段：升溫速率1～15℃/min，保溫范圍600～1200℃，保溫時間1～6h；第三階段：停止加熱，啟動降溫程序；