CN103318889A - 利用印染污泥制造活性炭的方法 - Google Patents

Abstract

利用印染污泥制造活性碳的方法，包括以下步骤：a、热解工序：污泥先经过烘干，在隔绝空气的状态下低温热解；b、氧化酸洗工序：配制高锰酸钾与硫酸混合水溶液，高锰酸钾0.1-0.2mol/L，硫酸1～1.8mol/L;然后以固液比1：2～2.5浸泡固定碳复合物，滤液经脱除重金属杂质后作为硫酸铝铁复合型净化剂使用；滤渣经烘干。本发明利用污泥为原材料，经热解-氧化酸洗组合工艺，制造出成本低、碳含量高的活性炭，且生产过程对环境基本无污染。

Description

利用印染污泥制造活性炭的方法

技术领域

   本发明创造涉及一种利用印染污泥制造活性碳的方法。

背景技术

活性炭是碳素的一种形态，是具有多孔结构炭的综合名称，其比表面积为300-2500m²/g。外观为黑色无空形粉末或颗粒。其表现密度因原料和制造方法不同而异，化学成分亦不相同，除碳元素外，还有一定量的氢、氧、氮、硫及灰分。

所有活性炭都有多孔结构，大量的微小孔隙构成极大的比表面积，赋予活性炭优良的吸附能力，具有很高的应用价值。

活性炭被广泛用于饮用水净化、废水深度处理、空气净化、烟道气脱硫、糖脱色。医学上用作吸附体内细菌和毒物、化学催化剂与催化剂载体等。

活性炭制造多以木材、锯末、果壳及含有纤维素的物质为生产原料，制造方法分为二种：一种为化学法；另一种为物理法。

化学法就是将含碳原料用磷酸或氯化锌浸泡，然后高温活化，之后，用水清洗去除磷酸或氯化锌。此工艺简单有效，但因锌化合物的环境污染而渐衰。

物理法就是将含碳原料在隔绝氧气的条件下高温炭化，并利用水蒸汽或二氧化碳作为活化剂。物理炭制造要求较高的温度，一般为900-1100℃，对设备要求高，且制造成本较高。

近年来，利用印染污泥（本文有时简称污泥）制造活性炭的研究陆续开展起来，但其方法仍以常规化学法或物理法为主。

本发明所用印染污泥是指，印染行业废水处理过程中，所产生的剩余活性污泥，其主要成份为微生物菌体。

总之，活性炭是一类性能优异的产品。但现阶段生产活性炭存在环境污染严重，制造成本较高的问题，较大程度上限制了活性炭的广泛应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是利用印染污泥制造一种低成本的活性炭，且生产过程对环境污染小的一种利用印染污泥制造活性碳的方法。

本发明技术路线：热解-氧化酸洗的组合工艺。本发明的技术解决方案为：一种利用印染污泥制造活性碳的方法，包括以下步骤：

a 、热解工序：污泥先经过烘干，控制含水量10-20%之间；自动上料进入连续式热解炉，在隔绝空气的状态下低温热解，控制物料温度500—550℃，停留时间0.5—1hr；产生的热解气经净化后作为污泥烘干的热源；固定碳复合物经夹套水冷却后出料，控制物料温度低于150—190℃；

b、氧化酸洗工序：配制高锰酸钾与硫酸混合水溶液，高锰酸钾0.1-0.2mol/L，硫酸1～1.8mol/L;然后以固液比1：2～2.5浸泡固定碳复合物，温度控制在72-90℃;通入空气搅拌，反应时间1～1.5hr;自然冷却后过滤，滤液经脱除重金属杂质后作为硫酸铝铁复合型净化剂使用；滤渣经烘干，即为活性炭成品。

本技术优点：

①实现了污泥的资源化利用，解决了污泥处理处置的难题；

②热解-氧化酸洗组合工艺解决了化学法制炭环境污染严重，物理法制炭制造成本高的问题；

③控制较低的热解温度，提高了固定碳含量，且降低能耗；

④采用氧化酸洗技术，一方面氧化热解工序中产生的还原性物质，另方面利用酸溶解固定碳复合物中的铁、铝、钙、镁氧化物，产生结构发达的碳孔隙；

⑤本产品碘吸附值600~680mg/g，略低于商品木质活性炭。制造成本是商品木质活性炭的1/4-1/5。

本发明利用污泥为原材料，经热解-氧化酸洗组合工艺，制造出成本低、碳含量高的活性炭，且生产过程对环境基本无污染。

具体实施方式

实施例：一种利用印染污泥制造活性碳的方法，包括以下步骤：

a 、热解工序：污泥先经过烘干，控制含水量10-20%之间；自动上料进入连续式热解炉，在隔绝空气的状态下低温热解，控制物料温度500—550℃，停留时间0.5—1hr；产生的热解气经净化后作为污泥烘干的热源；固定碳复合物经夹套水冷却后出料，控制物料温度低于150—190℃；

b、氧化酸洗工序：配制高锰酸钾与硫酸混合水溶液，高锰酸钾0.1-0.2mol/L，硫酸1～1.8mol/L;然后以固液比1：2～2.5浸泡固定碳复合物，温度控制在72-90℃;通入空气搅拌，反应时间1～1.5hr;自然冷却后过滤，滤液经脱除重金属杂质后作为硫酸铝铁复合型净化剂使用；滤渣经烘干，即为活性炭成品。

氧化酸洗是本技术的核心。氧化酸洗取代常规的化学与物理活化法，使炭活化造孔更加简易，同时可降低热解工序的温度。降低热解温度，不仅节约用能成本，而且提高了固定碳含量。

本技术优点：

①实现了污泥的资源化利用，解决了污泥处理处置的难题；

②热解-氧化酸洗组合工艺解决了化学法制炭环境污染严重，物理法制炭制造成本高的问题；

③控制较低的热解温度，提高了固定碳含量，且降低能耗；

④采用氧化酸洗技术，一方面氧化热解工序中产生的还原性物质，另方面利用酸溶解固定碳复合物中的铁、铝、钙、镁氧化物，产生结构发达的碳孔隙；

⑤本产品碘吸附值600~680mg/g，略低于商品木质活性炭。制造成本是商品木质活性炭的1/4-1/5。

本技术已建成中试生产线投入运行，取得了较好的成效。

本发明利用污泥为原材料，经热解-氧化酸洗组合工艺，制造出成本低、碳含量高的活性炭，且生产过程对环境基本无污染。

本发明的热解气净化是指热解过程中产生的有机气体，经水喷淋吸收杂质的过程。

Claims (1)

1.一种利用印染污泥制造活性碳的方法，包括以下步骤：

a 、热解工序：污泥先经过烘干，控制含水量10-20%之间；自动上料进入连续式热解炉，在隔绝空气的状态下低温热解，控制物料温度500—550℃，停留时间0.5—1hr；产生的热解气经净化后作为污泥烘干的热源；固定碳复合物经夹套水冷却后出料，控制物料温度低于150—190℃；

b、氧化酸洗工序：配制高锰酸钾与硫酸混合水溶液，高锰酸钾0.1-0.2mol/L，硫酸1～1.8mol/L;然后以固液比1：2～2.5浸泡固定碳复合物，温度控制在72-90℃;通入空气搅拌，反应时间1～1.5hr;自然冷却后过滤，滤液经脱除重金属杂质后作为硫酸铝铁复合型净化剂使用；滤渣经烘干，即为活性炭成品。