CN101643208A

CN101643208A - 一种复合生物活性炭及其快速制备方法

Info

Publication number: CN101643208A
Application number: CN200910071298A
Authority: CN
Inventors: 徐克文
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2010-02-10

Abstract

本发明公开了一种复合生物活性炭及其快速制备方法，其原料由椰壳、竹子、稻壳、锯末、麦秸或稻草组成，或其原料由稻壳、锯末、麦秸或稻草、玉米秸秆或玉米芯组成，原料经粉碎制成柱状颗粒，采用自燃式颗粒直接加热方法制炭，在炉底部以颗粒为原料铺设一层固定层，用引燃材料将固定层点燃，采用炉上方加料法，炉下方引风法加速颗料炭化，颗粒成炭后，停止引风，保持炉内温度在430－700℃，采用喷淋冷却法使颗粒炭活化和冷却，20－30分钟后，即得成品。本发明多种原料相混合，自然形成了更多孔隙，使炭的比表面积扩大，有效微孔大量增加，吸附性能远远超过现有的单一材料的活性炭，显现了复合材料的独特优势。

Description

一种复合生物活性炭及其快速制备方法

技术领域

本发明涉及一种利用稻壳、锯末、椰壳、竹子或其他植物秸秆等多种原料制成的复合生物活性炭及其制备方法。

技术背景

目前，人们对吸附剂类活性炭产品吸附有毒有害气体的性能有了初步认识，这种环保健康的产品，市场需求直线上升，市场日益扩大。但是，能供应市场的活性炭吸附剂产品却存在着一些急待解决的问题：一是品种少；二是质量良莠不齐。特别是高性能的产品奇缺，价格居高不下，而常见的普通品种，如竹炭、椰壳炭、稻壳炭等，虽称得上是优质炭种，但是由于成炭的材料单一，使炭的结构固定化，炭的比表面积、微孔数量都限制到自身材料所能达到的范围内，性能也受到同样限制，想再提高吸附能力已不可能，成为制约提高活性炭产品吸附性能的最大障碍。如专利号为：981145531，专利名称为：超高比表面积活性炭的制备，其方法采用单一材质稻壳制炭，炭化温度为400-600℃，炭化时间较长需要3-5小时，制得炭的比表面积为2500-3500m²/g。

另外，吸附剂类活性炭的制造工艺比较复杂，相关设备土洋不一，洋设备和传统成套设备价格昂贵，生产成本高，很难普及。土设备虽然有了一定的革新发展，远不能与先进的工艺配套，很难形成生产能力，更谈不上产业化，致使制炭成本高，炭化时间长，炭化和活化工艺不能有机结合，产品的成品率和质量不能保证，严重制约了这个产业的发展。如：本申请人再先申请，专利号200710072723.2，专利名称：一种稻壳快速炭化方法及炭化炉。其采用稻壳直接加热制炭方法，采用喷淋冷却法使稻壳炭活化和冷却。虽然该发明将快速炭化工艺和活化工艺巧妙地结合起来，减少炭化时间，使之连续性生产，提高了生产效率，但是它所生产的颗粒炭的吸咐能力远不如复合活性炭。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高炭的吸附性能，降低制炭成本，缩短复合颗粒制炭的时间，并可连续生产的一种复合生物活性炭及其快速制炭方法。

本发明一种复合生物活性炭，它主要由下列重量份的原料制成：稻壳2-3份、锯末2-3份、麦秸或稻草2-3份。

其中原料还包括玉米秸秆或玉米芯2-3份。或其中原料还包括椰壳2-3份、竹子2-3份。

本发明一种复合生物活性炭的制备方法，将上述原料粉碎制成柱状颗粒，采用自燃式颗粒直接加热方法制炭，在炉底部以颗粒为原料铺设一层固定层，用引燃材料将固定层点燃，采用炉上方加料法，炉下方引风法加速颗粒炭化，颗粒成炭后，停止引风，保持炉内温度在430-700℃，采用喷淋冷却法使颗粒炭活化和冷却，20-30分钟后，即得成品。

本发明制炭原料适用所有植物秸秆、果壳、锯末、枝条、竹子或农副产品加工后的各种尾渣，多种材料混合后制成颗粒再制复合活性炭。

本发明根据活性炭的结构和吸附性能原理，只有提高活性炭的比表面积，增加它的微孔，才能提高它的吸附能力。针对这一关键性技术难题，就原材料结构在炭化、活化过程中的变化过程，进行了反复试验，用多种材料进行比对，得出比较理想的结论：两种或两种以上原料制成的炭比一种原料制成的炭，它的比表面积和微孔有大幅提高，多种原料更好，孔隙更发达，用显微镜观察孔隙，清晰可见。因为各种植物秸秆、果壳，加工后的各种渣料，所含碳的成份量是不同，有多有少，材质有软有硬，锯末质量也因来自何种木材而不同，炭化过程中的挥发率和成炭率也不相同，根据这些原料的特性，进行多种原料搭配，就能得到比较理想的效果，当几种原料混合再制成颗粒后，经炭化、活化过程，使它们在重新组合过程中，由于自身结构、含碳量、耐热、挥发分、成炭率的不同，自然形成了更多的孔隙，使炭的比表面积扩大，有效中孔、微孔大量增加，比单一材料增加30-65％。其吸附性能远远超过现有的竹炭、椰壳炭、稻壳炭，显现了复合材料的独特优势。多种原料自身优势的强强联合，是提高活性炭吸附能力的重大突破。

本发明制成的复合活性炭，可直接做为高档吸附剂用于吸附甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC等有毒有害气体，又可清除室内、车内、冰箱、鞋柜、卫生间内散发的各种复杂异味、臭味、烟味。同时也可用作清洁观赏鱼和水培花卉的水质和去除异味，保持水体清洁；当吸附保和后，可活化再生，延长使用寿命，最终可做为肥料或燃料使用，使这种绿色环保健康的产品达到100％物尽其用。

本发明采用自燃的方法，降低制炭成本，本发明将原料制成柱状颗粒，解决了植物混合颗粒炭化时间长的工艺难题，炭化时间短，并能连续生产，比传统的炭化效率提高几十倍，大大节省了时间，降低了生产成本。本发明将炭化工艺和活化工艺两个工艺流程巧妙的结合起来，使之连续性生产，大大提高了生产效率，节约了生产成本，提高了产品质量，扩展了市场应用空间，使利用广泛来源的废弃物的制炭技术的普及和大发展成为可能。将有效提高农林业的附加值，加速农业产业化进程，促进农业环保、可持续循环式大发展。

本发明原料还广泛适用于所有植物秸秆、果壳、锯末、枝条、竹子、农副产品加工后的各种尾渣，多种原料混合后制成颗粒再制复合活性炭。

附图说明

图1是本发明用于制炭的炭化炉主视图。

图2是本发明图1的俯视图。

具体实施方式

如图1所示，本发明炭化炉炉体1为敞口圆筒形，炉底部设置若干排立砖2，每排立砖间隔设置，相邻两排立砖交错设置，形成通风道，。立砖上面平铺一层耐火砖3，耐火砖之间的缝隙即为引风通道，炉体下方设置引风管4与引风机相连通。炉体直径最佳尺寸为1900-2000mm，高约1000mm，0.5吨的炭化炉每炉炭化时间只需3-4小时。

取稻壳2份、锯末2份、麦秸或稻草2份、椰壳2份、竹子2份。各原料水份不高于15％，粉碎混合搅拌均匀，用制粒机造粒，粒形为柱状，直径可制成2-4mm，长高为8-20mm；在炭化炉底部铺一层厚度为20-25cm颗粒，在上面撒一层厚度为3-4cm的干稻草或麦秸做引燃材料，将引燃材料多点引燃，使颗粒表面层均匀燃烧，此时打开引风机开始引风，同时在燃烧面上方加入颗粒，厚度以压住出现的着火点为宜，直至炉满为止，当炉满时，在上方撒一些稻壳或锯末，同时搅动上层颗粒，使之尽快地燃烧炭化，停止引风，保持炉内600℃，让炭进入活化过程，此时用喷淋器将雾化水蒸气均匀地喷在颗粒炭表面上，使之活化，经过30分钟后，即得成品复合生物活性炭。此时，颗粒炭呈原来柱状，湿度较高，可进行干燥处理。

取稻壳3份、锯末3份、麦秸或稻草2份、玉米秸秆或玉米芯2份。各原料水份不高于15％，粉碎后混合搅拌均匀，用制粒机造粒，粒形为柱状，直径3mm，高10mm，在炭化炉底部铺一层厚度为23cm颗粒，在上面撒一层厚度为3.5cm的干稻草或麦秸做引燃材料，将引燃材料多点引燃，使颗粒表面层均匀燃烧，此时打开引风机开始引风，同时在燃烧面上方加入颗粒，厚度以压住出现的着火点为宜，直至炉满为止，当炉满时，在上方撒一些稻壳或锯末，同时搅动上层颗粒，使之尽快地燃烧炭化，停止引风，保持炉内650℃，让炭进入活化过程，此时用喷淋器将雾化水蒸气均匀地喷在颗粒炭表面上，使之活化，经过25分钟后，即得成品复合生物活性炭。0.5吨炭化炉每炉炭化时间只需3小时。

Claims

1、一种复合生物活性炭，其特征在于它主要由下列重量份的原料制成：稻壳2-3份、锯末2-3份、麦秸或稻草2-3份。

2、根据权利要求1所述的一种复合生物活性炭，其特征在于其中原料还包括玉米秸秆或玉米芯2-3份。

3、根据权利要求2所述的一种复合生物活性炭，其特征在于各原料重量份是：稻壳3份、锯末3份、麦秸或稻草2份、玉米秸秆或玉米芯2份。

4、根据权利要求1所述的一种复合生物活性炭，其特征在于其中原料还包括椰壳2-3份、竹子2-3份。

5、根据权利要求4所述的一种复合生物活性炭，其特征在于各原料重量份是：稻壳2份、锯末2份、麦秸或稻草2份、椰壳2份、竹子2份。

6、权利要求1或2或3或4或5所述的一种复合生物活性炭的制备方法，其特征在于，将原料粉碎制成柱状颗粒，采用自燃式颗粒直接加热方法制炭，在炉底部以颗粒为原料铺设一层固定层，用引燃材料将固定层点燃，采用炉上方加料法，炉下方引风法加速颗粒炭化，颗粒成炭后，停止引风，保持炉内温度在430-700℃，采用喷淋冷却法使颗粒炭活化和冷却，20-30分钟后，即得成品。

7、一种复合生物活性炭，其特征在于其原料适用所有植物秸秆、果壳、锯末、枝条、竹子、农副产品加工后的各种尾渣，多种材料混合后制成颗粒再制复合活性炭。