一種基于秸稈的活性炭制作工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于秸稈的活性炭制作工藝，涉及材料制備領(lǐng)域，通過秸稈預(yù)處理?添加活化劑?熱解?調(diào)節(jié)PH?清洗?烘干?研磨工序得到以秸稈為原料的活性炭制作工藝，可以對(duì)中國數(shù)量巨大的秸稈進(jìn)行一個(gè)處理，同時(shí)得到的產(chǎn)物是一種良好的吸附劑，在當(dāng)今社會(huì)中有較大的作用，此發(fā)明的技術(shù)方案，工藝簡(jiǎn)單合理，制得率高，產(chǎn)物綠色，減少環(huán)境污染，成本較低。
【專利說明】
一種基于秸稈的活性炭制作工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及材料制備領(lǐng)域，特別涉及一種基于稻桿的活性炭制作工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)廢棄物存在產(chǎn)量大、種類多的特點(diǎn)，僅每年產(chǎn)生的農(nóng)作物秸桿就高達(dá)7.0 X 108t/a。目前，最常用的固體廢棄物處置方式主要有:填埋、熱處理和生物處理等3種方法，但是這三種方法對(duì)于秸桿的處理都存在一定的問題。
[0003]隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的不斷提高，利用秸桿類農(nóng)業(yè)廢物還田、作為燃料、飼料等新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，但是農(nóng)業(yè)廢棄物的綜合利用率不到10%。因此，開辟一條新的路線，解決作物秸桿閑置問題，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物秸桿合理有效的利用顯得尤為重要。秸桿的來源極為廣泛且存在含炭量高、灰分低等優(yōu)勢(shì)，因此是制備活性炭的理想原料。
[0004]活性炭是一種多孔碳材料，具有高比表面積、高度發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定的化學(xué)性能，已廣泛應(yīng)用在工業(yè)吸附、空氣凈化、膜分離、化工分離等領(lǐng)域。早期，國內(nèi)外制備活性炭的原料主要是煤、木材等。隨著能源危機(jī)和環(huán)境問題日益突出，利用農(nóng)林廢棄物如秸桿、稻殼和食品工業(yè)廢棄物如香菇菌菌渣等作為原料，成為活性炭制備研究的重點(diǎn)。
[0005]將秸桿制成活性炭將解決農(nóng)村作物秸桿的閑置問題，還為固體廢物的資源化利用打下了基礎(chǔ)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于秸桿的活性炭制作工藝，以解決現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)致的不節(jié)能環(huán)保，技術(shù)難度大等上述多項(xiàng)缺陷。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案:一種基于秸桿的活性炭制作工藝，其特征在于:包括以下步驟:
[0008](I)秸桿預(yù)處理:將秸桿清理、篩檢、干燥、粉碎、過篩；
[0009](2)添加活化劑:將粉碎好的原料與活化劑混合；
[0010](3)熱解:將原料與活化劑混合物置于碳化爐中進(jìn)行熱解，熱解過程中需利用N2進(jìn)行保護(hù)，碳化爐升溫速率為20°C/min，熱解時(shí)間為60min;
[0011](4)調(diào)節(jié)PH:使用HCI進(jìn)行清洗，繼而使用蒸餾水進(jìn)行產(chǎn)品pH值調(diào)整，最終pH值應(yīng)在6?7范圍內(nèi)；
[0012](5)清洗:超聲清洗器對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行清洗；
[0013](6)烘干:清洗后產(chǎn)物放置于烘箱之中烘干，此時(shí)烘箱溫度環(huán)境設(shè)置為110Γ，烘干時(shí)間約為4h;
[0014](7)研磨:研磨過200目篩進(jìn)行過濾，得到活性炭粉末樣品。
[0015]優(yōu)選的，所述步驟(I)中的干燥采用烘箱并且溫度設(shè)置為100°C-11(TC，時(shí)間為24h0
[0016]優(yōu)選的，所述步驟(I)中烘干后的秸桿置于2%Na0H中浸泡48h。
[0017]優(yōu)選的，所述步驟(2)中活化劑采用511101/1的211(:12和511101/1的1(0抱以1:1比率混合而成的活化劑。
[0018]優(yōu)選的，所述步驟(3)中熱解溫度在5000C -800 °C。
[0019]優(yōu)選的，所述步驟(3)中熱解過程HCI濃度為3mol/L，蒸餾水溫度為65°C-75°C。
[0020]采用本發(fā)明的技術(shù)方案有益效果是:烘干后的秸桿置于2%Na0H中浸泡48h，借此對(duì)秸桿進(jìn)行一個(gè)清洗以及對(duì)秸桿表面的蠟質(zhì)進(jìn)行一個(gè)去除，對(duì)秸桿進(jìn)行活化等處理改造成活性炭，采用ZnCI2和KOH5Wl:1的比例制成的活化劑對(duì)秸桿進(jìn)行活化，可以增強(qiáng)活化效率，熱解過程中運(yùn)用3mol/L的HCI，蒸餾水溫度控制在65 °C-75 °C，熱解溫度控制在500 °C-800°C可以保證活性炭的成品率。
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例1:一種基于秸桿的活性炭制作工藝，其特征在于:包括以下步驟:
[0022 ] (I)秸桿預(yù)處理:將秸桿清理、篩檢、干燥、粉碎、過篩；
[0023](2)添加活化劑:將粉碎好的原料與活化劑混合；
[0024](3)熱解:將原料與活化劑混合物置于碳化爐中進(jìn)行熱解，熱解過程中需利用犯進(jìn)行保護(hù)，碳化爐升溫速率為20°C/min，熱解時(shí)間為60min;
[0025](4)調(diào)節(jié)PH:使用3mol/L的HCI進(jìn)行清洗，繼而使用70°C蒸餾水進(jìn)行產(chǎn)品pH值調(diào)整，最終pH值應(yīng)在6?7范圍內(nèi)；
[0026](5)清洗:超聲清洗器對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行清洗；
[0027](6)烘干:清洗后產(chǎn)物放置于烘箱之中烘干，此時(shí)烘箱溫度環(huán)境設(shè)置為110Γ，烘干時(shí)間約為4h;
[0028](7)研磨:研磨過200目篩進(jìn)行過濾，得到活性炭粉末樣品。
[0029]實(shí)施例2:
[0030]其余與實(shí)施例1相同，不同之處在于所述步驟(I)中的干燥采用烘箱干燥并且溫度設(shè)置為105 °C，時(shí)間為24h，步驟(3)中熱解過程HCI濃度為3mo 1/L，蒸餾水溫度為72 °C。
[0031]實(shí)施例3:
[0032]其余與實(shí)施例1相同，不同之處在于所述步驟(I)中烘干后的秸桿置于2%Na0H中浸泡48小時(shí)，步驟(3)中熱解過程熱解溫度設(shè)定為650°C。
[0033]基于上述:烘干后的秸桿置于2%Na0H中浸泡48h，借此對(duì)秸桿進(jìn)行一個(gè)清洗以及對(duì)秸桿表面的蠟質(zhì)進(jìn)行一個(gè)去除，對(duì)秸桿進(jìn)行活化等處理改造成活性炭，采用ZnCIdPKOH5以1:1的比例制成的活化劑對(duì)秸桿進(jìn)行活化，可以增強(qiáng)活化效率，熱解過程中運(yùn)用3mol/L的HCI，蒸餾水溫度控制在65 °C -75 °C,熱解溫度控制在500 °C -800 °C可以保證活性炭的成品率
[0034]顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于秸桿的活性炭制作工藝，其特征在于:包括以下步驟: (1)秸桿預(yù)處理:將秸桿清理、篩檢、干燥、粉碎、過篩； (2)添加活化劑:將粉碎好的原料與活化劑混合； (3)熱解:將原料與活化劑混合物置于碳化爐中進(jìn)行熱解，熱解過程中需利用N2進(jìn)行保護(hù)，碳化爐升溫速率為20°C/min，熱解時(shí)間為60min; (4)調(diào)節(jié)PH:使用HCI進(jìn)行清洗，繼而使用蒸餾水進(jìn)行產(chǎn)品pH值調(diào)整，最終pH值應(yīng)在6?7范圍內(nèi)； (5)清洗:超聲清洗器對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行清洗； (6)烘干:清洗后產(chǎn)物放置于烘箱之中烘干，此時(shí)烘箱溫度環(huán)境設(shè)置為110Γ，烘干時(shí)間約為4h; (7)研磨:研磨過200目篩進(jìn)行過濾，得到活性炭粉末樣品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于秸桿的活性炭制作工藝，其特征在于:所述步驟(I)中的干燥采用烘箱并且溫度設(shè)置為100 0C-1lO0C,時(shí)間為24h。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于秸桿的活性炭制作工藝，其特征在于:所述步驟(I)中烘干后的稻桿置于2 % NaOH中浸泡48h。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于秸桿的活性炭制作工藝，其特征在于:所述步驟(2)中活化劑采用511101/1的211(:12和511101/1的1(0抱以1:1比率混合而成的活化劑。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于秸桿的活性炭制作工藝，其特征在于:所述步驟(3)中熱解溫度在500 °C-800 °C。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于秸桿的活性炭制作工藝，其特征在于:所述步驟(3)中熱解過程HCI濃度為3mol/L，蒸餾水溫度為65°C_75°C。
【文檔編號(hào)】C01B31/12GK106006640SQ201610594043
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月26日
【發(fā)明人】江五, 江五一
【申請(qǐng)人】安徽香楊林業(yè)有限公司