[發明專利]一種生物炭及其制備方法和應用、生物炭生產輸送系統

在審

• 申請號: 202110685416.1
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113336224A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 包姍;馬英;姚詠歌;陳婷;文珊;楊有余
• 申請（專利權）人: 永清環保股份有限公司
• 主分類號: C01B32/342
• 分類號: C01B32/342;C01B32/348;C02F11/10;B01J20/20;B01J20/30;B01J20/32;B01D53/02
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強;聶午陽

本發明提供一種生物炭及其制備方法和應用、生物炭生產輸送系統,包括以下步驟：S1、將河道底泥炭化：先將河道底泥干燥，再對其進行熱解炭化，完成后降溫至室溫，研磨成粉末狀，得到炭粉；S2、將S1中的炭粉活化：采用乙醇、鹽酸和氫氧化鈉先后對S1中的炭粉進行活化處理，最后干燥過篩得到生物炭粉。本發明用生物炭吸附二噁英，生物炭相比傳統活性炭擁有碳含量高、分子量大、比表面積大等優點，吸附效果相比活性炭要好，且采用的是河道底泥再生化，進一步降低了運行成本。

技術領域

本發明涉及生物炭技術領域，尤其涉及一種生物炭制備方法及生物炭生產輸送系統。

背景技術

隨著科技的發展，鋼鐵冶金、垃圾焚燒時會產生很多有毒有害的煙氣。產生的煙氣主要包括:酸性氣體(HCl、HF、SOx等)、粉塵(顆粒物)、重金屬(Hg、Pb、Cr等)和有機劇毒性污染物(二噁英等)。

二噁英主要是由含氯殺蟲劑、除銹劑、塑料、合成樹脂等成分的廢棄物焚燒時產生的，已被世界衛生組織列為一級致癌物質。對人們耐以生存的環境產生了極大的影響，為了滿足國家和地方日益嚴格的煙氣排放標準，降低對周圍環境的危害，煙氣凈化處理工藝復雜。

現有的煙氣處理技術分為濕法和干法。濕法凈化工藝的污染物凈化效率最高，但流程復雜，配套設備較多，并有后續的廢水處理問題；干法凈化工藝比較簡單，投資低，運行維護方便，在很多場合是理想的選擇，而干法凈化系統中又以輸送系統為核心部件。現有技術中的煙氣凈化輸送系統，以活性炭凈化為主，由于活性炭的粒度細、比重輕，難以控制其投放量，活性炭泄露會對周圍環境造成污染，活性炭量過少無法徹底凈化廢氣中的二噁英，過量的活性炭則會增加成本。

公告號為CN210682471U的專利公開了一種活性炭計量輸送系統，包括活性炭料倉、變頻螺旋給料機和稱重模塊；所述稱重模塊設置在變頻螺旋給料機的底部；所述活性炭料倉設置在變頻螺旋給料機的上方；所述活性炭料倉的底部設有插板閥，插板閥的底部連接有旋轉閥給料機，所述旋轉閥給料機的出料端經連接有中間倉，中間倉設置在變頻螺旋給料機的進料口處；所述變頻螺旋給料機的出料口處連接有活性炭噴射管路組，活性炭噴射管路組包括與變頻螺旋給料機的出料口連接的噴射主管。該實用新型能夠對活性炭粉進行定量輸送，同時利用高壓、高流的氣流使得活性炭粉和煙氣的充分反應和吸收，此外該實用新型還具有簡單易用、成本低的特點。但是該輸送系統僅能通過稱重來控制活性炭的投放量，不能根據吸附空氣中的二噁英實際需要來調節活性炭的投放量。

此外，水域受污染后，水中部分污染物可通過沉淀或顆粒物吸附而蓄存在底泥中，適當條件下重新釋放，成為二次污染源，河道底泥的污染日益得到廣泛的關注。

如現有專利公告號CN101716491A公示的利用湖泊底泥炭化制備重金屬吸附劑的方法，其采用的是磷酸和HCL活化，采用該方法的產出物主要針對重金屬的吸附，對于二噁英的吸附效果較差；又有專利公告號CN106564872A公示的生物炭及其制備方法和應用，其主要在底泥中添加復合活化劑形成生物炭，主要應用于污水處理中的吸附，不適用于煙氣處理；又如專利公告號CN111285574A公示的一種底泥重金屬污染修復劑的制備方法及其應用，其炭化包含水解、低溫熱解和高溫熱解，無活化過程，且主要用于污水中的吸附，同樣不適用于煙氣處理。公開號為CN 110559991 A的專利公開了一種改性生物炭及制備方法和應用，它由一定比例的油茶果殼、氫氧化鈉、無水乙醇組成，其步驟：1、將油茶果殼干燥、粉碎，得到油茶果殼粉末；2、將油茶果殼粉末浸漬于氫氧化鈉醇溶液，超聲、過濾，將濾渣烘干，得到混合固體物；3、在氮氣氛圍下，將混合固體物進行熱解，熱解時升溫速率為8～12℃/min，升溫至450～550℃，維持此溫度熱解120min，冷卻至室溫，粉碎，得到炭化粉末；4、將炭化粉末依次用稀鹽酸和去離子水進行洗滌，直至濾液呈中性，再烘干，得到所述的改性生物炭。還涉及改性生物炭的用途，該改性生物炭的孔容大、官能團豐富、吸附性能好，能作為重金屬的吸附劑，尤其對金屬鎘、鉛的去除率高。其制備方法簡單，操作簡便。該專利先進行浸漬再進行炭化，影響生物炭的活化效果，不利于生物炭表面與二噁英產生相互靜電作用，不適合應用于吸附環境空氣中的二噁英。