[發明專利]利用高粱秸稈制備高吸附性能活性炭及活化的方法

在審

• 申請號: 201910285877.2
• 申請日: 2019-04-10
• 公開（公告）號: CN110002445A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 鄭志永;顏威;張福鑫;李峰;葉元
• 申請（專利權）人: 浙江清風源環保科技有限公司
• 主分類號: C01B32/336
• 分類號: C01B32/336
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 張麗

1.利用高粱秸稈制備高吸附性能活性炭及活化的方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、炭化處理，將預處理后的高粱秸稈原料投入到炭化爐內中，進行裂解、脫氫、固碳處理，得到生物炭；

S2、超聲處理，將得到的生物炭置入超聲系統裝置內，在恒溫下，進行超聲處理；

S3、活化處理，將經步驟2處理后的生物炭投入到活化爐中，并向活化爐中通入高溫水蒸氣，利用高溫水蒸氣來對生物炭進行活化處理，得到最終的活性炭產品；

S4、冷卻收集，通過螺旋水冷設備對活性炭產品進行冷卻，最后進行活性炭產品的收集。

2.根據權利要求1所述的利用高粱秸稈制備高吸附性能活性炭及活化的方法，其特征在于：步驟S1中對高粱秸稈原料進行炭化處理的方法是，將高粱秸稈原料投入到炭化爐并向活化爐內通入氮氣，氮氣的通入量為1～5L/min，同時利用炭化爐對高粱秸稈原料進行升溫炭化處理，初步得到生物炭。

3.根據權利要求2所述的利用高粱秸稈制備高吸附性能活性炭及活化的方法，其特征在于：所述的炭化爐對高粱秸稈原料進行升溫炭化處理方法是，以升溫速率5℃/min，升溫至450℃，然后在炭化溫度在450℃，保持恒溫1.5-2.5h,最后停止加熱，開始降溫，同時逐步調小氮氣流量至0.79L/min進行氮氣緩沖。

4.根據權利要求1所述的利用高粱秸稈制備高吸附性能活性炭及活化的方法，其特征在于：步驟2中超聲處理的方法時，利用超聲系統裝置內的超聲波發生器發出聲波的頻率為40KHz、42KHZ和45KHZ的超聲波，并保持超聲處理的溫度在30℃，在40KHz、42KHZ和45KHZ的超聲波的作用下進行0.5-0.7h超聲處理，得到超聲處理后的生物炭。

5.根據權利要求1所述的利用高粱秸稈制備高吸附性能活性炭及活化的方法，其特征在于：步驟3中活化處理的方法是，首先控制活化爐的活化溫度在700℃-950℃，并向活化爐內通入700℃-950℃的高溫水蒸氣，反應1h，利用高溫水蒸汽對生物炭進行活化處理，得的最終的活性炭，其中通入的水蒸氣的蒸汽比為1：1-1:1.5，通入高溫水蒸氣的量為生物炭質量的2倍。

6.根據權利要求1所述的利用高粱秸稈制備高吸附性能活性炭及活化的方法，其特征在于：所述的高溫水蒸汽對生物炭進行活化處理的過程是，首先氣相中的水蒸氣向炭化顆粒的表面擴散;然后水蒸氣由表面沿孔隙向炭化顆粒內部擴散；最后水蒸氣與碳反應，反應生成的氣體向炭化物顆粒表面擴散。

7.根據權利要求1所述的利用高粱秸稈制備高吸附性能活性炭及活化的方法，其特征在于：所述的冷卻收集的方法是，首先對活性炭產物進行自然冷卻，待活性炭產物溫度冷卻到與原有爐溫，再通過螺旋水冷設備對活性炭產物進行冷卻，冷區至45℃-52℃，再對活性炭產物進行收集。

8.根據權利要求1所述的利用高粱秸稈制備高吸附性能活性炭及活化的方法，其特征在于：步驟S1中對高粱秸稈原料進行預處理的方法是，將切割好的高粱秸稈置于2%（Wt）的NaOH中浸泡48h，然后取出用蒸餾水洗滌至中性，再在烘箱中干燥，將已經干燥好的樣品先置于恒溫鼓風烘箱中200℃下預氧化2h，然后按照高粱秸稈和（NH₄）₂HPO₄質量比為1：5的浸漬比將樣品浸漬在（NH₄）₂HPO₄溶液中24h，取出后置于烘箱中105℃烘干。