[發(fā)明專利]一種用磷酸活化中藥渣自升壓炭化制備生物炭的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110016429.X | 申請日： | 2021-01-07 |
| 公開（公告）號： | CN112774628B | 公開（公告）日： | 2022-12-02 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 賈云嬌;陳樑;黃兵 | 申請（專利權(quán)）人： | 昆明理工大學(xué) |
| 主分類號： | B01J20/20 | 分類號： | B01J20/20;B01J20/30;B01J20/32;C02F1/28;C02F101/30;C02F101/20;C02F101/22 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 磷酸 活化 藥渣 升壓 炭化 制備 生物 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種用磷酸活化中藥渣自升壓炭化制備生物炭的方法，屬于固體廢棄物資源化技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將中藥渣置于溫度為100～110℃下干燥，粉碎、過篩得到中藥渣粉；將中藥渣粉置于濃磷酸中浸漬處理，干燥得到浸漬中藥渣粉；將浸漬中藥渣粉置于高壓反應(yīng)釜中熱解炭化處理得到炭化藥渣粉；將炭化藥渣粉經(jīng)酸洗、水洗，烘干即得生物炭。本發(fā)明生物炭可用于對水中有機(jī)物與重金屬鉻的去除，且生物炭中磷的浸出量低于10μg/L，遠(yuǎn)低于污水綜合排放一級標(biāo)準(zhǔn)中的0.5mg/L，該生物炭性質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且對環(huán)境無二次污染。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種用磷酸活化中藥渣自升壓炭化制備生物炭的方法，屬于固體廢棄物資源化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
目前中藥渣的處理主要有堆放、填埋、焚燒三種方式，多采用直接填埋，這不僅需要額外的處理資金，造成資源浪費和土地占用，而且會對環(huán)境產(chǎn)生潛在的生態(tài)安全風(fēng)險。將中藥渣制成生物炭可以將中藥渣轉(zhuǎn)變?yōu)樘假Y源，變廢為寶。
現(xiàn)如今，絕大多數(shù)制備生物質(zhì)炭的方法皆是以熱解法為主，即將生物質(zhì)放入馬弗爐或者管式爐等容器內(nèi)，在限氧或無氧條件下熱裂解形成具孔隙結(jié)構(gòu)和較大比表面積的富碳材料。但是，生物質(zhì)直接熱解制炭仍有其不足之處：熱解溫度(450～700℃)相對較高，這就意味著能耗較高，經(jīng)濟(jì)成本高；大部分的熱解反應(yīng)研究通常在常壓或低壓條件下進(jìn)行，傳統(tǒng)常壓高溫?zé)峤夥ㄋ玫降纳锾看嬖诒缺砻娣e較小，孔隙結(jié)構(gòu)及表面官能團(tuán)的數(shù)目和種類較少等問題；加壓對生物炭產(chǎn)量、孔隙結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性皆有影響，將外加壓力從0.1MPa增加2MPa，會稍微降低炭的總表面積，但會使炭具有更大的腔體和更薄的孔壁，從而增大其炭顆粒尺寸；但外加壓力依然存在耗能與增加安全隱患等問題；傳統(tǒng)常壓高溫?zé)峤夥ㄖ苽涞纳锾勘砻嬷饕菐в胸?fù)電荷的官能團(tuán)，對陰離子的吸附效果較差，限制了它作為吸附劑在水污染修復(fù)治理方面的進(jìn)一步發(fā)展，故大多都需采用化學(xué)活化法活化生物炭表面性質(zhì)，使其性質(zhì)得到較好的改善，但是存在活化物浸出風(fēng)險。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中生物質(zhì)炭存在的問題，提供一種用磷酸活化中藥渣自升壓炭化制備生物炭的方法，本發(fā)明方法以中藥提取后的植物殘渣為原料，以磷酸浸漬藥渣后，在高壓反應(yīng)釜中，利用加熱過程藥渣本身含有的水分 受熱蒸發(fā)產(chǎn)生釜內(nèi)壓力來進(jìn)行藥渣自升壓熱解炭化，不用外加壓力，且其溫度≤340℃，在節(jié)能的同時，減少熱解氣的排放，增加碳收率；且磷酸活化后的制備的藥渣生物炭的磷浸出極低，實現(xiàn)了中藥渣的資源化與無害化利用。
一種用磷酸活化中藥渣自升壓炭化制備生物炭的方法，具體步驟如下：
(1)將中藥渣置于溫度為100～110℃下干燥，粉碎、過篩得到中藥渣粉；
(2)將步驟(1)中藥渣粉置于濃磷酸中浸漬處理，干燥得到浸漬中藥渣粉；
(3)將步驟(2)浸漬中藥渣粉置于高壓反應(yīng)釜中熱解炭化處理得到炭化藥渣粉；
(4)將步驟(3)炭化藥渣粉經(jīng)酸洗、水洗，烘干即得生物炭。
所述步驟(2)濃磷酸質(zhì)量濃度為30～70％；
所述步驟(2)濃磷酸與中藥渣粉的液固比(g:mL)為(1-4):1，浸漬溫度為60～80℃，浸漬時間為2～12h；
所述步驟(3)熱解炭化處理的溫度為220～340℃，時間為1～6h；熱解炭化處理的壓力為浸漬中藥渣粉的水分 受熱蒸發(fā)產(chǎn)生的釜內(nèi)壓力；
所述步驟(4)酸洗的酸為稀鹽酸，水為去離子水；
所述中藥渣可替換為香精香料植物經(jīng)水提或溶劑提取后的植物殘渣。
本發(fā)明的有益效果是：
(1)原料中藥渣來源廣泛，制備成本低廉，可實現(xiàn)廢物資源化利用；
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