專(zhuān)利名稱(chēng)：一種制備小桐子殼基活性炭的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備小桐子殼基活性炭的方法，屬于材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
二背景技術(shù)：
小桐子又名亮桐、臭油桐，是干熱河谷重要的鄉(xiāng)土化樹(shù)種之一，目前，小桐子在農(nóng) 業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)保及生態(tài)建設(shè)上都有應(yīng)用。近年來(lái)，隨著能源的消耗日益增大，隨之產(chǎn)生的環(huán)境 問(wèn)題也變得日益嚴(yán)重，人們也越來(lái)越關(guān)注生物能源的利用，小桐子的種子可以作為生產(chǎn)柴 油的原料，與有限的化石能源資源相比，利用能源植物如小桐子獲取生物柴油是解決能源 危機(jī)的途徑之一，具有可再生的優(yōu)勢(shì)。然而，對(duì)小桐子的加工處理導(dǎo)致了農(nóng)業(yè)廢棄物如果殼 的產(chǎn)生，這樣的處理方法既不符合環(huán)境友好的社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)經(jīng)過(guò)焚燒或堆積的小桐 子殼通常只能被用作為肥料，只有少的部分可以被循環(huán)利用，經(jīng)濟(jì)效益很低，這也是對(duì)這些 可再利用資源的一種極大浪費(fèi)。如果將這些果殼加以應(yīng)用，將是一份非常大的資源，比較好 的方法就是將這些廢棄果殼轉(zhuǎn)變成為高附加值產(chǎn)品，既能創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，又可以很好的解 決環(huán)境問(wèn)題，同時(shí)可以為小桐子產(chǎn)業(yè)化綜合利用缺失的產(chǎn)業(yè)鏈補(bǔ)上重要的一環(huán)。
目前國(guó)內(nèi)以小桐子殼為原料制備活性炭的研究很少，公開(kāi)號(hào)為CN-101112984A的 中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)的"利用廢棄麻風(fēng)樹(shù)果殼制備活性炭的方法"雖然分別采用物理和化學(xué) 活化法制備小桐子殼活性炭，但一方面，化學(xué)法制得的產(chǎn)品雖然性能較好，但卻在制備過(guò)程 中引入了化學(xué)藥劑，對(duì)環(huán)境存在著一定的危險(xiǎn)性；另一方面，物理活化法雖避免了化學(xué)藥劑 的引入，但其活化時(shí)間卻達(dá)到1-3小時(shí)，獲得產(chǎn)品的性能也不夠理想。專(zhuān)利200510010671. 7 公布了 "一種利用農(nóng)林廢棄物制造機(jī)制木炭的方法"，該方法通過(guò)三個(gè)階段的低溫炭化獲得 機(jī)制木炭，但該方法的制備時(shí)間長(zhǎng)，雖然在低溫下進(jìn)行制備，對(duì)能源的消耗依舊較大。專(zhuān)利 200510010669. X公布了"一種物理法處理煙桿廢棄物制活性炭的方法"，該法通過(guò)微波加熱 水蒸氣活化制備煙桿基活性炭，雖然通過(guò)微波加熱升溫縮短了活化時(shí)間，但制備過(guò)程中水 蒸氣的流量較高，對(duì)設(shè)備的質(zhì)量以及耐腐蝕程度有一定的要求，同時(shí)也需要更多的能源以 獲得高流量的水蒸氣，不利于工藝的簡(jiǎn)化和普及。 本方法雖然仍沿用物理法活化工藝制備活性炭，但本法與現(xiàn)有物理活化法制備工 藝相比，無(wú)論采用水蒸氣或二氧化碳?xì)怏w作為活化劑，活化階段的時(shí)間都得到了有效的縮 短，從而大大的縮短了活性炭產(chǎn)品的制備時(shí)間，有效的減少了能源消耗；本方法采用高溫炭 化工藝，既有利于改善炭化物料結(jié)構(gòu)，又克服了物料本身質(zhì)量輕，堆密度小，物料消耗多而 產(chǎn)量低的缺點(diǎn)，在較大限度內(nèi)提高產(chǎn)品活性炭的得率，提高了產(chǎn)品活性炭的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí) 本法所制得的活性炭產(chǎn)品吸附性能優(yōu)良，物料來(lái)源廣泛，成本低，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種制備小桐子殼基活性炭的方法，將小桐子殼篩分并除 去雜質(zhì)后，在炭化爐炭化得到炭化物料，將炭化物料在活化爐中活化，可得到具有高吸附性 能的成品活性炭。
本發(fā)明按以下工藝步驟完成 1將去除雜質(zhì)的原料小桐子殼置于炭化爐中，在5至100°C /min的升溫速率下加 熱至400-100(TC進(jìn)行炭化，炭化時(shí)間0. 5至4小時(shí)。 2將所得的炭化物料粉碎至4到20目后置于反應(yīng)爐中，在45±5°C /min的升溫速 率下升溫至60(TC，保溫8-10min，使殘留揮發(fā)份迅速揮發(fā)的同時(shí)減少物料的氧化消耗，然 后在10±5°C /min的升溫速率下升溫至800至IOO(TC ，達(dá)到預(yù)定溫度后向爐內(nèi)通入水蒸氣 或二氧化碳?xì)怏w，在水蒸氣或二氧化碳氛圍下活化20至60min，水蒸氣流量為l_8g/min，或 二氧化碳?xì)怏w的流量為50至600ml/min。 3得到的活化后活性炭在氮?dú)獗Ｗo(hù)下冷卻至室溫后在100-12(TC下干燥2-5小時(shí)
得到活性炭成品。 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn) 1)利用廢棄的小桐子殼制備活性炭，實(shí)現(xiàn)了廢棄資源再次利用，為國(guó)內(nèi)小桐子附 屬產(chǎn)品的處理開(kāi)辟出了出了新的途徑； 2)本發(fā)明采用高溫炭化，既有利于改善炭化物料的結(jié)構(gòu)，又有利于活化過(guò)程的進(jìn) 行，同時(shí)也可以提高產(chǎn)品活性炭的得率； 3)本發(fā)明以廉價(jià)的水蒸氣或二氧化碳?xì)怏w作為活化劑活化制備小桐子殼基活性 炭，過(guò)程中不引入任何化學(xué)試劑，降低對(duì)環(huán)境造成的污染。
四具體實(shí)施方式

實(shí)施例1 將備好的小桐子殼置于炭化爐中，在20°C /min的升溫速率下升溫至80(TC保溫 0. 5小時(shí)，將得到的炭化物料破碎至4至20目作為活化物料，將活化物料在45°C /min的升 溫速率下升溫至60(TC，保溫lOmin，再以15°C /min的升溫速率升溫至950°C ，以1. 21g/min 的水蒸氣流量通入進(jìn)行活化35分鐘，得到活性炭成品。碘吸附值1165. 3mg/g，得率29. 2%。
實(shí)施例2 將備好的小桐子殼置于炭化爐中，在30°C /min的升溫速率下升溫至80(TC保溫1 小時(shí)，將得到的炭化物料破碎至4至6目作為活化物料，將活化物料在40°C /min的升溫速 率下升溫至600。C，保溫10min，再以10°C /min的升溫速率升溫至870°C，以4. 3g/min的水 蒸氣流量通入進(jìn)行活化50分鐘，得到活性炭成品。碘吸附值1087. lmg/g，得率23. 7%。
實(shí)施例3 將備好的小桐子殼置于炭化爐中，在20°C /min的升溫速率下升溫至80(TC保溫 0. 5小時(shí)，將得到的炭化物料破碎至4至6目作為活化物料，將活化物料在50°C /min的升 溫速率下升溫至60(TC，保溫8min，再以12°C /min的升溫速率升溫至960°C，以lOOml/min 的C02流量通入進(jìn)行活化40分鐘，得到活性炭成品。碘吸附值1143. lmg/g，得率31. 3% 。
權(quán)利要求
一種制備小桐子殼基活性炭的方法，其特征在于其按以下步驟完成，1)、將去除雜質(zhì)的原料小桐子殼置于炭化爐中，在5-100℃/min的升溫速率下加熱至400-1000℃進(jìn)行炭化，炭化時(shí)間0.5至4小時(shí)；2)、將所得的炭化物料粉碎至4到20目后置于反應(yīng)爐中，在45±5℃/min的升溫速率下升溫至600℃，保溫8-10min，然后在10±5℃/min的升溫速率下升溫至800至1000℃，達(dá)到預(yù)定溫度后向爐內(nèi)通入水蒸氣或二氧化碳?xì)怏w，在水蒸氣或二氧化碳氛圍下活化20至60min，水蒸氣流量為1-8g/min，或二氧化碳?xì)怏w的流量為50至600ml/min；3)、得到的活化后活性炭在氮?dú)獗Ｗo(hù)下冷卻至室溫后在100-120℃下干燥2-5小時(shí)得到活性炭成品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備小桐子殼基活性炭的方法，該方法利用水蒸氣或二氧化碳?xì)怏w作為活化劑活化處理廢棄小桐子果殼獲得優(yōu)質(zhì)活性炭。本發(fā)明在炭化過(guò)程中采取高溫炭化措施，活化過(guò)程中采用不同升溫速率分段升溫，具有活化時(shí)間短，能源消耗低，產(chǎn)物得率高，清潔環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)物活性炭的點(diǎn)吸附能力達(dá)到國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明物料來(lái)源豐富，可以充分利用廢棄小桐子殼資源，減少?gòu)U棄小桐子殼堆積，燃燒帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題，為小桐子的綜合利用開(kāi)辟一條新的道路。
文檔編號(hào)C01B31/10GK101708844SQ20091021830
公開(kāi)日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者張利波, 張正勇, 張澤彪, 彭金輝, 段昕輝, 郭勝惠 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)