[發明專利]一種豆皮活性炭的制備方法以及豆皮的綜合利用方法

有效

• 申請號: 202010843986.4
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN111924840B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 焦昆鵬;羅磊;段雪瑩;馬麗蘋;易軍鵬;杜琳;向進樂;張曉宇;樊金玲
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: C01B32/324
• 分類號: C01B32/324;C10L3/08
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 郭佳效

本發明屬于活性炭的制備領域，具體涉及一種豆皮活性炭的制備方法以及豆皮的綜合利用方法。該豆皮活性炭的制備方法包括以下步驟：在保護氣氛下，將豆皮在780?950℃進行碳化，然后在900?1000℃以及無外源活化劑的條件下進行自身活化，之后進行洗滌、干燥。該豆皮活性炭的制備方法，工藝的環保性較現有物理活化法、化學活化法大大提升，生產成本低，所得活性炭質量優。

技術領域

本發明屬于活性炭的制備領域，具體涉及一種豆皮活性炭的制備方法以及豆皮的綜合利用方法。

背景技術

活性炭是多孔性人造炭質吸附劑，在人們的生產生活中有著非常廣泛的用途。傳統活性炭生產以煤炭或者木材為主要原料進行生產。

傳統生產活性炭主要有化學活化法和物理活化法?；瘜W活化法是通過將化學試劑嵌入炭顆粒內部結構，經歷一系列的交聯縮聚反應形成微孔。化學活化法根據活化劑的不同分為ZnCl₂法、KOH法、H₃PO₄法。具體活化時，先將活化劑水溶液與原料按一定比例浸漬一定時間，烘干后再放入惰性氣氛中進行活化，活化后經歷酸洗、熱水洗、蒸餾水洗、干燥得到產品?；瘜W法的溫度較低、活化產率高，但對設備腐蝕性大，產生的廢酸回收和無害化處理困難，環境污染嚴重；而且制得的活性炭中殘留活化劑，導致應用受到限制。

物理活化法是先將原料在500℃左右炭化，然后在高溫下通入水蒸氣、二氧化碳、空氣等氣態活化劑，使炭化材料刻蝕成孔，在材料內容形成發達的微孔結構?？蛇x擇的原料有木屑、木炭、果殼等植物原料，物理活化法需使用大量的氣態活化劑才能達到活化造孔的目的，氣態活化劑反應后產生較多大氣污染物，同樣會造成一定程度的環境污染。

發明內容

本發明的目的在于提供一種豆皮活性炭的制備方法，其不產生大氣污染物、制備工序少、生產成本低。

本發明的第二個目的在于提供一種豆皮的綜合利用方法。

為實現上述目的，本發明的豆皮活性炭的制備方法的技術方案是：

一種豆皮活性炭的制備方法，包括以下步驟：在保護氣氛下，將豆皮在780-950℃進行碳化，然后在900-1000℃以及無外源活化劑的條件下進行自身活化，之后進行洗滌、干燥。

豆皮顆粒小、均勻，且為薄殼狀結構，生產所得活性炭無需粉粹造粒，比表面積大。同時，豆皮自身的透氣性好，而且富含磷、鉀等元素，具有自催化作用，這使豆皮在制備活性炭時，無需利用外源活化劑進行活化，減小了活化劑的用量以及使用活化劑可能帶來的污染。后處理使用常規水洗即可達到使用要求。該豆皮活性炭的制備方法，工藝的環保性較現有物理活化法、化學活化法大大提升，生產成本低，所得活性炭質量優。

碳化的時間可視碳化溫度和原料量進行確定，優選的，所述碳化的時間為10-60min。碳化過程向體系中持續通入保護氣體，可將豆皮原料碳化產生的焦油、氮氧化物、有機質等雜質排出，使豆皮原料轉化為碳基質。該階段可通過對排出氣體的性質進行分析來確定最佳的的碳化時間。

自身活化主要是形成孔隙以及碳基質物理結構的重整，一般而言，自身活化的溫度高于碳化的溫度具有更佳的活化效果。從收率方面考慮，該階段應避免通入氧化性氣體。自身活化的時間可視活化溫度和原料量進行確定，優選的，所述自身活化的時間為2-5h。

所述自身活化時的壓力為0.07-0.14MPa。自身活化會產生氫氣、一氧化碳和甲烷等可燃氣體，為促進這部分可燃氣體的收集，可在碳化結束后，停止通入保護氣體，通過調節系統壓力為0.07-0.14MPa，使產生的可燃氣體排出系統。所得可燃氣體的純度較高，可直接用作燃料。

所述洗滌為超聲清洗。洗滌為水洗，結合超聲清洗，具有較高的洗滌效果。