一種利用稻殼制取活性炭的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于活性炭制備領(lǐng)域，具體涉及一種利用稻殼制取活性炭的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]活性炭是一種黑色多孔的固體炭質(zhì)。一般由煤通過粉碎、成型或用均勻的煤粒經(jīng)炭化、活化生產(chǎn)。主要成分為碳，并含少量氧、氫、硫、氮、氯等元素。普通活性炭的比表面積在500?1700m2/g間。具有很強的吸附性能，為用途極廣的一種工業(yè)吸附劑。其在各個領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用，工業(yè)上用來脫色、使溶液純凈，醫(yī)藥上用來吸收胃腸中的毒素、細菌或氣體；化妝品用其作添加劑，用作來祛除油脂;凈水濾芯中活性炭常作為凈水吸附劑。
[0003]現(xiàn)有活性炭一般選用優(yōu)質(zhì)無煙煤為原料制備為具有空隙結(jié)構(gòu)發(fā)達，比表面積大，吸附能力強的活性炭科目，根據(jù)用途不同，顆粒大小不同。因煤炭能源有限，為節(jié)約資源，利用可再生資源，也有開發(fā)硬木、果殼、骨頭等放在密閉的容器中燒成炭再增加其孔隙后制成活性炭的方法。
[0004]有機物碳化后都可以制取出活性炭成分，但同時具有多種雜質(zhì)，要出去對活性炭的吸附性能具有干擾的雜質(zhì)成分。如CN 104512890 A所公開的干果殼制取活性炭的方法，CN 103159214 A所公開的一種生產(chǎn)活性炭的方法，都強調(diào)了使用天然有機物為原料制備活性，其優(yōu)點在于對環(huán)境有益，資源重復(fù)利用，但缺點在于天然產(chǎn)物干果殼等，都含有二氧化硅形成保護機制，日本長R技術(shù)科學(xué)大學(xué)的齋藤秀俊教授在論文中指出，如果單純將植物類果殼等加熱后制成炭，其中殘留的二氧化硅會阻礙其作為活性炭發(fā)揮作用。本發(fā)明使用產(chǎn)量較多，原料容易獲取的稻殼作為原料，生產(chǎn)一種出去二氧化硅，吸附能力強的活性炭。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，利用二氧化硅與金屬氧化物或堿性物質(zhì)的反應(yīng)，除去有機物生產(chǎn)活性炭中殘留的二氧化硅，解決殘留二氧化硅降低活性炭吸附能力的問題，從而提供一種利用稻殼，制備一種具有強吸附能力的活性炭。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下:
[0007]—種利用稻殼制取活性炭的方法，其特征在于所用的原料及試劑按以下重量份備料:
[0008]稻殼100氯化鋅10?15
[0009]鹽酸33% 20?30氫氧化鈉(30%?35%溶液)50?60
[0010]水適量
[0011 ] 一種利用稻殼制取活性炭的方法，其特征在于具體制備步驟如下:
[0012]①將氯化鋅與水加入容器中，慢慢攪拌使氯化鋅溶解，配制成氯化鋅溶液，濃度為52?56波美度，PH值為3?3.5。
[0013]②將稻殼加入氯化鋅溶液中，用捏合機將稻殼與氯化鋅溶液進行充分混合或揉壓，以使氯化鋅溶液向木肩內(nèi)部滲透，攪拌時間一般為15?30min。稻殼與氯化鋅溶液的重量比為1:5?7。
[0014]③將攪拌好的稻殼用螺旋送料器連續(xù)不斷地從內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐的一端加入，進行碳化和活化。采用高溫?zé)煹罋庾鬏d熱體，與稻殼呈逆流接觸，直接傳熱。碳化與活化在同一回回轉(zhuǎn)爐中進行，碳化溫度控制在300°C左右，活化溫度控制在600?650°C，活化時間維持Ih左右?；罨瘯r間越長，產(chǎn)品的活性越高，但碳的損失量也越大，產(chǎn)率越低。
[0015]④在活化物料中含有含有大量的氯化鋅及氧化鋅，氫氧化鋅等化合物，使得活性炭中摻入鋅雜質(zhì)，使其活性降低。氯化鋅較貴，為降低成本應(yīng)該回收?；厥諝庀笾械穆然\:將尾氣經(jīng)過一、二級水吸收塔;吸收回收氯化鋅?；厥找合嘀械穆然\:將活化料放入回收桶，用濃度為25?30波美度的氯化鋅稀溶液洗滌，再用稀鹽酸處理、熱水洗滌，直到洗滌液中氯化鋅濃度降至O?I波美度。
[0016]⑤將回收了氯化鋅的碳渣放入反應(yīng)釜中，按碳渣與氫氧化鈉重量比1:1.5的比例加入氫氧化鈉進行堿溶，除去稻殼中的二氧化硅，增加炭的孔隙度及活性。堿溶溫度為80?100°C，再此溫度下保溫攪拌2?3h。
[0017]⑥堿溶后進行過濾，濾餅用水洗滌，再用鹽酸煮洗，鹽酸用量為濾餅的6%?7%，可用蒸汽加熱煮沸I?2h。
[0018]⑦酸煮洗滌后，再用水洗至無鈉離子為止，將碳在102°C下保溫2h，烘干，冷卻后粉碎即得成品。
[0019]本發(fā)明的有益效果在于
[0020]使用本方法所制備的活性炭結(jié)構(gòu)疏松，比表面積大，雜質(zhì)含量低，吸附能力強，本方法中使用氯化鋅作為活化劑處理原材料稻殼中溶解于氯化鋅的物質(zhì)，逐步分解為葡萄糖等糖類后再進一步氧化成糖醛酸，而糖醛酸和醛式糖縮合形成糠醛，并進一步發(fā)生多環(huán)芳香化反應(yīng)，而形成凝聚類碳，最終形成活性炭結(jié)構(gòu)，使活性炭結(jié)構(gòu)疏松，多孔結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，比表面積更大。再使用氫氧化鈉進行堿溶，除去稻殼中的二氧化硅，進一步增加炭的孔隙度及活性。利用稻殼所制備的活性炭其吸附能力是一般煤炭類活性炭吸附能力的2.5倍以上。
【具體實施方式】
[0021 ]現(xiàn)以【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步說明。
[0022]實施例1
[0023]所用的原料及試劑按以下重量份備料:
[0024]稻殼10kg 氯化鋅15kg
[0025]鹽酸33% 25kg氫氧化鈉(30%?35%溶液)50kg
[0026]水適量
[0027]—種利用稻殼制取活性炭的方法，其特征在于具體制備步驟如下:
[0028]①將氯化鋅與水加入容器中，慢慢攪拌使氯化鋅溶解，配制成氯化鋅溶液，濃度為52波美度，PH值為3.3。
[0029]②將稻殼加入氯化鋅溶液中，用捏合機將稻殼與氯化鋅溶液進行充分混合或揉壓，以使氯化鋅溶液向木肩內(nèi)部滲透，攪拌30min。稻殼與氯化鋅溶液的重量比為1: 6。
[0030]③將攪拌好的稻殼用螺旋送料器連續(xù)不斷地從內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐的一端加入，進行碳化和活化。采用高溫?zé)煹罋庾鬏d熱體，與稻殼呈逆流接觸，直接傳熱。碳化與活化在同一回回轉(zhuǎn)爐中進行，碳化溫度控制在300°C，活化溫度控制在600°C，活化時間維持lh。
[0031]④回收氣象中的氯化鋅:將尾氣經(jīng)過一、二級水吸收塔;吸收回收氯化鋅。回收液相中的氯化鋅:將活化料放入回收桶，用濃度為25?30波美度的氯化鋅稀溶液洗滌，再用稀鹽酸處理、熱水洗滌，直到洗滌液中氯化鋅濃度降至0.45波美度。
[0032]⑤將回收了氯化鋅的碳渣放入反應(yīng)釜中，按碳渣與氫氧化鈉重量比1:1.5的比例加入氫氧化鈉進行堿溶，除去稻殼中的二氧化硅，增加炭的孔隙度及活性。堿溶溫度為90°C，再此溫度下保溫攪拌2h。
[0033]⑥堿溶后進行過濾，濾餅用水洗滌，再用鹽酸煮洗，鹽酸用量為濾餅的6%，可用蒸汽加熱煮沸Ih。
[0034]⑦酸煮洗滌后，再用水洗至無鈉離子為止，將碳在102°C下保溫2h，烘干，冷卻后粉碎即得成品。
【主權(quán)項】
1.一種利用稻殼制取活性炭的方法，其特征在于所用的原料及試劑按以下重量份備料: 稻殼100氯化鋅10?15 鹽酸33% 20?30氫氧化鈉(30%?35%溶液)50?60水適量。2.—種利用稻殼制取活性炭的方法，其特征在于具體制備步驟如下: ①將氯化鋅與水加入容器中，慢慢攪拌使氯化鋅溶解，配制成氯化鋅溶液，濃度為52?56波美度，PH值為3?3.5; ②將稻殼加入氯化鋅溶液中，用捏合機將稻殼與氯化鋅溶液進行充分混合或揉壓，以使氯化鋅溶液向木肩內(nèi)部滲透，攪拌時間一般為15?30min，稻殼與氯化鋅溶液的重量比為1:5 ?7; ③將攪拌好的稻殼用螺旋送料器連續(xù)不斷地從內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐的一端加入，進行碳化和活化，采用高溫?zé)煹罋庾鬏d熱體，與稻殼呈逆流接觸，直接傳熱，碳化與活化在同一回回轉(zhuǎn)爐中進行，碳化溫度控制在300°C左右，活化溫度控制在600?650°C，活化時間維持Ih左右，活化時間越長，產(chǎn)品的活性越高，但碳的損失量也越大，產(chǎn)率越低； ④在活化物料中含有含有大量的氯化鋅及氧化鋅，氫氧化鋅等化合物，使得活性炭中摻入鋅雜質(zhì)，使其活性降低，氯化鋅較貴，為降低成本應(yīng)該回收，回收氣象中的氯化鋅:將尾氣經(jīng)過一、二級水吸收塔;吸收回收氯化鋅?；厥找合嘀械穆然\:將活化料放入回收桶，用濃度為25?30波美度的氯化鋅稀溶液洗滌，再用稀鹽酸處理、熱水洗滌，直到洗滌液中氯化鋅濃度降至O?I波美度； ⑤將回收了氯化鋅的碳渣放入反應(yīng)釜中，按碳渣與氫氧化鈉重量比1:1.5的比例加入氫氧化鈉進行堿溶，除去稻殼中的二氧化硅，增加炭的孔隙度及活性，堿溶溫度為80?100°C，再此溫度下保溫攪拌2?3h; ⑥堿溶后進行過濾，濾餅用水洗滌，再用鹽酸煮洗，鹽酸用量為濾餅的6%?7 %，可用蒸汽加熱煮沸I?2h; ⑦酸煮洗滌后，再用水洗至無鈉離子為止，將碳在102°C下保溫2h，烘干，冷卻后粉碎即得成品。3.如權(quán)利要求2所示的一種利用稻殼制取活性炭的方法，其特征在于活性炭的活化過程使用氯化鋅溶液。4.如權(quán)利要求2所示的一種利用稻殼制取活性炭的方法，其特征在于活性炭除二氧化娃過程使用堿液。5.如權(quán)利要求2所示的一種利用稻殼制取活性炭的方法，其特征在于制備過程中使用的氯化鋅可分別從氣相和液相中回收，氣象中氯化鋅，將尾氣經(jīng)過一、二級水吸收塔，吸收回收；回收液相中的氯化鋅:將活化料放入回收桶，用濃度為25?30波美度的氯化鋅稀溶液洗滌，再用稀鹽酸處理、熱水洗滌，直到洗滌液中氯化鋅濃度降至O?I波美度。
【專利摘要】本發(fā)明屬于活性炭制備領(lǐng)域，具體涉及一種利用稻殼制取活性炭的方法。本方法中使用氯化鋅作為活化劑處理原材料稻殼中溶解于氯化鋅的物質(zhì)，逐步分解為葡萄糖等糖類后再進一步氧化成糖醛酸，而糖醛酸和醛式糖縮合形成糠醛，并進一步發(fā)生多環(huán)芳香化反應(yīng)，而形成凝聚類碳，最終形成活性炭結(jié)構(gòu)，使活性炭結(jié)構(gòu)疏松，多孔結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，比表面積更大。再使用氫氧化鈉進行堿溶，除去稻殼中的二氧化硅，進一步增加炭的孔隙度及活性。其中較貴的氯化鋅在生產(chǎn)過程中可回收，本品原料易得，制備過程無污染，產(chǎn)物雜質(zhì)含量低，疏松性好，比表面積大，吸附能力強。
【IPC分類】C01B31/12
【公開號】CN105540587
【申請?zhí)枴緾N201610134273
【發(fā)明人】楊淑珍
【申請人】楊淑珍
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年3月8日