[發明專利]介入生物質油制備活性炭前驅體的方法

在審

• 申請號: 202110680295.1
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113200543A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 陳登宇;章一蒙;周建斌;張書;黃勇;馬歡歡
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: C01B32/318
• 分類號: C01B32/318;C10B53/02;C10B57/04
• 代理公司: 南京科闊知識產權代理事務所(普通合伙) 32400
• 代理人: 王清義

本發明公開了一種介入生物質油制備活性炭前驅體的方法，包括：將用于制備活性炭的生物質切片或者粉碎；將生物質油與生物質一起送入超聲加壓攪拌罐，攪拌、超聲并加壓，使得生物質油在超聲和加壓下滲透生物質中；將經過滲入生物質油的生物質送入熱解爐進行熱解，熱解得到氣相和固相，固相為活性炭前驅體；氣相經過冷凝分離得到液相和不粘性氣相；液相經過離心分離得到生物質油；不粘性氣相提供給熱解爐。本發明首先將定量的生物質油與生物質在超聲加壓下耦合，然后熱解炭化，通過生物質油對生物質包裹與滲透，提高生物質在炭化過程中的抗氧化性能以及增加生物質的揮發分來提高生物質活性炭前驅體生物質炭品質和得率。

技術領域

本發明涉及一種介入生物質油制備活性炭前驅體的方法，屬于林業化工領域。

背景技術

傳統物理活化法活性炭的生產是將生物質原料先炭化，再利用氣體進行炭的氧化反應，最終形成發達的孔隙結構的過程。該方法也稱為氣體活化法。炭化溫度一般在500℃左右，活化溫度一般在850~1000℃。工藝特點是炭化料品質低、活化溫度高、活化時間長、能耗高。

炭化過程就是生產活性炭前驅體的過程，傳統炭化方式是需外加能源使生物質原料熱解炭化，由于熱解時溫度對生物質炭表面的加熱，引起生物質表面氧化，導致在熱解炭化過程中生物質炭氧化燒失，從而使得生物質炭灰分高、品質低，同時，熱解炭化過程中炭化料由于完全依靠揮發分造孔，生物質揮發分有限，碘值低，最高100mg/g左右，使得炭化料生產活性炭過程活化時間長、能耗高，活性炭灰分高，活性炭的品質和得率得不到保證。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對傳統生物質炭化技術能耗問題、冒煙污染問題，以及炭化料品質低以及得力率低導致的活性炭活化時間長、活性炭得率低等問題，提供一種介入生物質油制備活性炭前驅體的方法，本介入生物質油制備活性炭前驅體的方法首先將定量的生物質油與生物質在超聲加壓下耦合，然后熱解炭化，通過生物質油對生物質包裹與滲透，提高生物質在炭化過程中的抗氧化性能以及增加生物質的揮發分來提高生物質活性炭前驅體生物質炭品質和得率。

為實現上述技術目的，本發明采取的技術方案為：

一種介入生物質油制備活性炭前驅體的方法，包括：

步驟一、切片或者粉碎：將用于制備活性炭的生物質切片或者粉碎；

步驟二、生物質油與生物質的耦合：將生物質油與生物質一起送入超聲加壓攪拌罐，攪拌、超聲并加壓，使得生物質油在超聲和加壓下滲透生物質中；

步驟三、熱解：將經過滲入生物質油的生物質送入熱解爐進行熱解，熱解得到氣相和固相，固相為生物質炭，即為活性炭前驅體；

步驟四、生物油制備：熱解爐產生的氣相經過冷凝分離得到液相和不粘性氣相；液相經過離心分離得到生物質油，該生物質油用于步驟二中；不粘性氣相提供給熱解爐，供熱解所需的熱量。

作為本發明進一步改進的技術方案，所述步驟一具體為：

將用于制備活性炭的生物質切片或者粉碎至30cm以下。

作為本發明進一步改進的技術方案，所述步驟一中生物質的含水率≤20%。

作為本發明進一步改進的技術方案，所述步驟二具體為：

將生物質油與生物質按照體積比為1:5的比例一起送入超聲加壓攪拌罐。

作為本發明進一步改進的技術方案，所述步驟二中超聲功率為30HZ~45HZ，壓力為1.5Mpa~2.0Mpa，生物質油與生物質的混合時間為15min~20min。

作為本發明進一步改進的技術方案，所述步驟三中熱解爐的熱解溫度為550℃~650℃。

作為本發明進一步改進的技術方案，所述步驟四中：液相經過離心分離得到生物質油和用作肥料的醋液。

與現有技術比，本發明的有益效果為：