一種活性炭制備方法及蘆竹活性炭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種活性炭的制備方法以及以蘆竹為原料制備的活性炭，并利用爐灰作為添加劑，利用爐灰中富含的堿金屬鹽能夠大大加快原料中揮發(fā)分的析出速率，從而縮短炭化時(shí)間并提高產(chǎn)品品質(zhì)。制備過程包括碳化、活化、風(fēng)選分離、酸洗脫灰、漂洗和干燥幾個(gè)步驟。本發(fā)明蘆竹活性炭制備方法不僅充分利用了人工濕地廢棄的植物資源，提高了濕地植物的附加經(jīng)濟(jì)價(jià)值，拓寬了活性炭生產(chǎn)的原料來源渠道，而且在一定程度上縮短了制備過程的耗時(shí)，提高了產(chǎn)品品質(zhì)，具有成本低廉、制作工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種活性炭制備方法及蘆竹活性炭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種活性炭的制備方法和蘆竹活性炭，特別是一種具有較大比表面積和碘吸附值蘆竹活性炭，該蘆竹活性炭可用于水處理及廢氣治理【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]活性炭是一種優(yōu)良的吸附材料，廣泛應(yīng)用于制藥、化工、食品、冶金等各個(gè)領(lǐng)域。隨著人們對環(huán)境保護(hù)關(guān)注度的提高，各行業(yè)對活性炭的需求也不斷增加。目前，制備活性炭的原料仍然以煤炭、木材、果殼為主，然而受到原料來源的限制，活性炭的供應(yīng)價(jià)格居高不下。于是，開發(fā)廉價(jià)易得的活性炭原料，降低活性炭生產(chǎn)成本越來越受到重視。
[0003]蘆竹為多年生草本植物，不僅能夠美化水體景觀，還具有較強(qiáng)的水質(zhì)凈化功能，是人工濕地生態(tài)修復(fù)的常用植物。然而，蘆竹繁殖速度快，每年都需要進(jìn)行收割，收割下來的蘆竹莖桿往往作為廢棄物處置，不僅占用了土地、增加了人工濕地的運(yùn)行管理成本、還造成了植物資源的浪費(fèi)。蘆竹單位產(chǎn)量高(年平均畝產(chǎn)量可達(dá)3~5噸)，且植株組織中主要為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，灰分含量僅不到0.5%，使的蘆竹成為一種潛在的、優(yōu)質(zhì)的活性炭制備原料。因此，開發(fā)蘆竹制備活性炭技術(shù)，不僅是廢棄物的再利用，同時(shí)能夠解決現(xiàn)有活性炭生產(chǎn)資源緊張的狀況。
[0004]中國專利申請CN100389063C公開了“活性蘆竹炭的炭化及造孔制備方法”，利用蘆竹的根和莖進(jìn)行炭化造孔，制作成活性炭，制備工藝包括粉碎、烘干、炭化和造孔等過程。然而該制備方法耗時(shí)較長、生產(chǎn)效率偏低、所得活性炭品質(zhì)不佳。
[0005]生物質(zhì)原料中富含K、Na、Ca、Mg等金屬元素，通常以氧化物、硅化物、碳酸鹽、硫酸鹽、氯化物和磷酸鹽的形式存在，這些礦物質(zhì)鹽經(jīng)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化后在灰分中富集，同時(shí)也在生物質(zhì)炭化過程中起著重要的催化作用，對炭化產(chǎn)物分布和產(chǎn)品理化特性產(chǎn)生影響。已有研究表明堿金屬鹽對生物質(zhì)的熱解有明顯地促進(jìn)作用，能夠提高固體碳的產(chǎn)量，并增大其有效比表面積。如果能夠充分利用生物質(zhì)原料自身的礦物質(zhì)鹽作為催化劑，能夠提高炭化效率和活性炭的品質(zhì)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對現(xiàn)有活性炭制備技術(shù)存在的成本高、原料供應(yīng)受限、制備過程耗時(shí)長等不足，提供一種簡單、環(huán)保的蘆竹制備活性炭的方法。本方法不僅為人工濕地廢棄蘆竹的綜合利用提供了新途徑，使之變廢為利，而且拓展了活性炭制備的原料來源。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:以蘆竹為原料制備活性炭，并利用爐灰作為添加劑，利用爐灰中富含的堿金屬鹽能夠大大加快原料中揮發(fā)分的析出速率，從而縮短炭化時(shí)間并提高產(chǎn)品品質(zhì)。制備過程包括碳化 、活化、風(fēng)選分離、酸洗脫灰、漂洗和干燥幾個(gè)步驟。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)選方式是:采用的爐灰為炭化工序供熱的各類生物質(zhì)燃料燃燒后的底灰；爐灰添加量為10-30% (質(zhì)量百分比)；炭化溫度為400~600°C;炭化時(shí)間10~30min ;活化溫度700~900°C ;活化時(shí)間30~120min。
[0009]本發(fā)明還提供一種蘆竹活性炭，具有較大的比表面積和良好的吸附性能。其化學(xué)特性如表1所示，主要性能指標(biāo)均達(dá)到GB/T 13803.2-1999中一級品的標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0010]表1:蘆竹活性炭物理化學(xué)特性

【權(quán)利要求】
1.一種活性炭的制備方法，以蘆竹為原料制備活性炭，包括碳化、活化、風(fēng)選分離、酸洗脫灰步驟、漂洗和干燥步驟；其特征在于:在碳化步驟中添加一定量的爐灰與蘆竹原料共同炭化制備活性炭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性炭的制備方法，其特征在于:爐灰的添加量為10-30%(質(zhì)量百分比)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性炭的制備方法，其特征在于:炭化溫度為40(T600°C，炭化時(shí)間20~60 Hiin0
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一所述的活性炭的制備方法，其特征在于:所述的爐灰為炭化工序供熱的各類生物質(zhì)燃料燃燒后的底灰。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1到4所述的制備方法的蘆竹活性炭，其特征在于:所述的活性炭物理化學(xué)特性如下表:表觀密度(g/mL) 7_K分(0Zo)_灰分(ο/。)_pH值_比表面積(m2/g) 碘吸附值(mg/g)
【文檔編號】C01B31/10GK104163426SQ201410404774
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】成功, 林靜, 尹魁浩, 盧建, 李瓊輝, 李明杰 申請人:深圳市環(huán)境科學(xué)研究院