[發明專利]稻殼氣化供熱磷酸法活性炭清潔生產的方法

在審

• 申請號: 202010521099.5
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111573669A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 周建斌;章一蒙;張書;周建明;王亮才;馬歡歡;陳登宇
• 申請（專利權）人: 南京林業大學;吉安龍凈炭素科技有限公司
• 主分類號: C01B32/342
• 分類號: C01B32/342;C01B32/324
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

本發明提出的是稻殼氣化供熱磷酸法活性炭清潔生產的方法，包括稻殼氣化供熱工序及磷酸法活性炭生產工序，其中磷酸法活性炭生產工序包括①木屑的篩選和干燥；②木屑與磷酸混合攪拌，經回轉爐炭化及活化；③洗滌回收高濃度磷酸，經鍋爐燒熱水漂洗；④離心脫水，干燥活性炭，經篩分、粉碎得到活性炭成品；稻殼氣化供熱工序生產稻殼氣化炭和氣化燃氣；氣化燃氣燃燒供熱步驟①干燥木屑、步驟②回轉爐炭化及活化、步驟③熱水鍋爐和步驟④干燥活性炭。本發明在聯產稻殼氣化炭的同時實現了變廢為寶，優劣互補，操作簡單，原料易于取得，系統穩定，易于工業化推廣，生產成本低，有顯著的經濟效益及環境效益。

技術領域

本發明涉及的是一種稻殼氣化供熱磷酸法活性炭清潔生產的方法，屬于化工領域中的活性炭生產工藝領域。

背景技術

活性炭因其具有巨大的比表面積和發達的孔隙結構，使其具有極強的吸附性能，同時活性炭化學及物理性能十分穩定，一般情況下不溶解于強酸或強堿，在酸、堿性環境中仍能保持良好的穩定性和吸附性能，所以活性炭是迄今為止，在許多領域（軍工、氣及水處理等）尚未發現有成熟替代品的優良吸附劑。廣泛應用于軍工、發酵、生物制藥業、合成化工業、環保產業等的脫色精制、除味提純，采用活性炭凈化處理工藝普遍存在效果好，作用快捷、操作簡便、無副作用、價格低廉等優點。

水稻及其附加產品在我國的糧食生產中占有重要地位，平均年產量超過2億噸，占我國糧食產量的40%。稻谷在生產加工后將產生大量稻殼，其質量約占稻谷總質量的20%，因此稻殼的年產量約4000萬噸。隨著生物質氣化多聯產技術的推廣與應用，稻殼氣化聯產炭越來越受人們青睞（在無污染的條件下高效利用了農林廢棄物稻殼，并且產生了具有附加值的稻殼氣化炭、熱燃氣及液體肥料，同時又固定碳、硫、氮元素，減少了二氧化硫、氮氧化物和煙塵的排放，達到了清潔生產），氣化產生的燃氣常用于發電、供熱、鍋爐燃燒等。

以“林產三剩物”為原料加工的木質活性炭是我國重要的林產化工產品。目前，活性炭的制備方法多為化學活化法，由于氯化鋅和鹽酸不好回收，污水和煙氣處理難度大，污染嚴重，目前已逐漸被現代化生產企業淘汰；而磷酸活化法的環境效益及經濟效益較其他化學法好，因此成為制備活性炭的常用化學活化法。但傳統的磷酸法活性炭生產過程中采用煤燃燒供熱烘干木屑、供熱回轉爐、供熱鍋爐以及供熱烘干活性炭，這樣不僅浪費不可再生能源，而且煤燃燒時將產生污染較大的氣體（1 kg煤燃燒時將排放約2.6 kg二氧化碳、排放約0.024kg二氧化硫、排放約0.007 kg氮氧化物）。

發明內容

本發明的目的在于克服現有磷酸法活性炭生產技術所存在的上述缺陷，提出一種稻殼氣化供熱磷酸法活性炭清潔生產的方法，實現變廢為寶，優劣互補，從而達到經濟效益、環境效益、活性炭品質較高等多贏的效果。

本發明的技術解決方案：稻殼氣化供熱磷酸法活性炭清潔生產的方法，包括稻殼氣化供熱工序及磷酸法活性炭生產工序，其中磷酸法活性炭生產工序包括以下步驟：

①木屑的篩選和干燥；其中篩選木屑的粒度為0.355～10mm，木屑干燥溫度為100～120℃，干燥后木屑的含水量為7～16%；

②木屑與磷酸混合攪拌，經回轉爐炭化及活化；其中磷酸濃度為42°Bé，木屑與磷酸混合攪拌時間為0.5～1h；回轉爐炭化及活化采用2臺回轉爐，每臺回轉爐轉率為3r/min，傾斜角度為2～4度，回轉爐爐頭溫度為500～600℃，回轉爐爐尾溫度為140～160℃，回轉80min出料；采用1臺鍋爐燒熱水，當回收的磷酸含量小于1°Bé時，用溫度為50～70℃的熱水漂洗1～3次；

③洗滌回收高濃度磷酸，經鍋爐燒熱水漂洗；其中洗滌回收高濃度磷酸采用的稀酸梯度液的濃度分別為0°Bé、5～10°Bé、13～20°Bé及22～27°Bé，再次回收后濃度分別增加為5～10°Bé、13～20°Bé、22～27°Bé，36～39°Bé；回收的高濃度磷酸再次回用至步驟②的磷酸與木屑混合攪拌，利用率為88～92%；