CN104760956A - 一种废旧除尘布袋制备活性炭的方法 - Google Patents

一种废旧除尘布袋制备活性炭的方法 Download PDF

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满小媛
宁寻安
廖希凯
林朝萍
张耿崚
刘敬勇
张亚平
孙健
王玉洁
巫俊辑
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Abstract

本发明公开了一种废旧除尘布袋制备活性炭的方法，该方法包括以下步骤：将废旧除尘布袋拍打、剪碎、干燥；将样品放入500℃马弗炉中炭化2h；炭化产物与NaOH 1:1质量比混合后，放入管式电阻炉，在温度为500～700℃下活化30～90min，冷却经水洗、干燥即得活性炭；该活性炭产率17.57～19.18%；该活性炭碘吸附值1011.57～1451.77mg/g，苯胺吸附值366.50～395.38mg/g ；实现了废旧除尘布袋的无害化及资源化；制备的活性炭成本低,产率高。

Description

一种废旧除尘布袋制备活性炭的方法
技术领域
 本发明属于环境工程领域，具体涉及一种废旧除尘布袋制备活性炭的方法。
背景技术
废旧除尘布袋主要来源于钢铁厂、火电厂、水泥厂、家具厂等行业废气处理工序中的布袋除尘器。根据使用环境，可将除尘布袋分为常温型（≤130℃，主要为涤纶类）和高温型（200℃以上，主要为玻纤类），其中主要为涤纶类除尘布袋。随着布袋除尘器使用年限增长，布袋出现了老化、破损、烧毁和堵塞等问题，每年都将产生大量的废旧除尘布袋，保守按照废旧布袋产率20 %计算，2012年全国产生废旧除尘布袋约200万平方米（2010年为180万平方米）。
目前这些废旧除尘布袋都没有得到妥善处理，大多数被简单填埋或随处堆放，既浪费了资源又对环境造成严重破坏。另外，废旧除尘布袋中还含有烟气粉尘和Cu、Ti、Fe等金属元素，经过雨水的浸泡、侵蚀和渗漏，极易对地下水、土壤等造成二次污染，危害人类的健康。
有关废旧除尘布袋无害化处理及其资源化利用的研究目前国内未见相关报道。随着布袋除尘器的应用越来越广泛，由此产生的生态破坏和环境污染问题也日益突出。
活性炭作为一种优质吸附材料，因其具有发达的孔隙，优良的吸附性能，稳定的物理、化学特性，以及具有耐酸、耐碱、耐热，机械强度大等优点，广泛应用于环境保护、化学工业、食品加工、药物精制以及军事化学防护等各个领域。近年来国内外利用不同原料来制取各种活性炭，从当前的研究进展来看，秸秆、稻壳、果壳、玉米芯、锯末、废报纸以及造纸业生产的废弃纸浆等植物废弃物都可以用来制备活性炭，但是这些植物性原料资源日渐短缺。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种废旧除尘布袋制备活性炭的方法，既能治理、净化环境，又能变废为宝，为废旧布袋的无害化、资源化和效益化提供科学依据。
本发明采用如下技术方案：
本发明提供的一种废旧除尘布袋制备活性炭的方法，包括以下步骤：
（1）首先将废旧除尘布袋通过拍打的方式将飞灰与布袋分离，将拍打后的废旧除尘布袋剪成2cm×2cm的正方形，将上述样品置于烘箱中于105 ℃下烘干24 h备用；
（2）取20～30g上述处理后的废旧除尘布袋于300ml坩埚中，将坩埚置于马弗炉中，在500℃下炭化2h，研磨炭化后的产物，放入广口瓶中，室温保存；
（3）取6g上述炭化产物与活化剂NaOH（AR）以质量比1:1 比例混合，放入管式电阻炉中，在0.8～1L/min氮气气流保护下进行活化，起始温度30℃，升温速率6～10℃/min ，最终温度为500～700℃，在最高温度条件下保持30～90min，氮气保护下冷却到200℃以下，自然冷却；
（4）用水洗至中性，在120℃下烘24h，研磨即得粉状活性炭。
步骤（1）中，所述的废旧除尘布袋是涤纶类废旧除尘布袋。
优选的，步骤（3）中，在1L/min氮气气流保护下进行活化，起始温度30℃，升温速率7℃/min ，最终温度为600℃，在最高温度条件下保持60min。
本发明的有益效果：
① 实现了废旧布袋的无害化及资源化；
②该活性炭产率17.57～19.18%；
③该活性炭碘吸附值1011.57～1451.77 mg/g、苯胺吸附值366.50～395.38 mg/g 。
具体实施方式
实施例1
   将废旧除尘布袋通过拍打的方式将飞灰与布袋分离，将拍打后的废旧除尘布袋用剪刀剪成2cm×2cm的正方形，将上述样品置于烘箱中于105 ℃下烘干24 h备用；
取25g干燥处理后的废旧除尘布袋于300ml坩埚中，将坩埚置于马弗炉中，在500℃下炭化2h，研磨炭化后的产物；取6g上述炭化产物与活化剂NaOH（AR）以1:1 质量比混合，放入SK-GO8123K管式电阻炉中，在1L/min氮气气流保护下进行活化，起始温度30℃，升温速率7℃/min ，最终温度为600℃，在最高温度条件下保持60min，氮气保护下冷却到200℃以下，自然冷却；用去离子水洗至中性，在120℃下烘24h，研磨即得粉状活性炭。
   该活性炭产率19.18%。活性炭碘吸附值参照GB/T12496.8-1999《木质活性炭试验方法:碘吸附值的测定方法》测定，其值为1451.77 mg/g。活性炭苯胺吸附值参照GB 11889-89《苯胺类化合物的测定：N-(1-萘基)乙二胺偶氮分光光度法》测定，其值为395.38 mg/g 。
实施例2
   将废旧除尘布袋通过拍打的方式将飞灰与布袋分离，将拍打后的废旧除尘布袋用剪刀剪成2cm×2cm的正方形，将上述样品置于烘箱中于105 ℃下烘干24 h备用；
取20g干燥处理后的废旧除尘布袋于300ml坩埚中，将坩埚置于马弗炉中，在500℃下炭化2h，研磨炭化后的产物；取6g上述炭化产物与活化剂NaOH（AR）以1:1 质量比混合，放入SK-GO8123K管式电阻炉中，在0.8L/min氮气气流保护下进行活化，起始温度30℃，升温速率10℃/min ，最终温度为500℃，在最高温度条件下保持30min，氮气保护下冷却到200℃以下，自然冷却；用去离子水洗至中性，在120℃下烘24h，研磨即得粉状活性炭。
   该活性炭产率18 .68%。活性炭碘吸附值参照GB/T12496.8-1999《木质活性炭试验方法:碘吸附值的测定方法》测定，其值为1011.57mg/g。活性炭苯胺吸附值参照GB 11889-89《苯胺类化合物的测定：N-(1-萘基)乙二胺偶氮分光光度法》测定，其值为366.50mg/g 。
实施例3
   将废旧除尘布袋通过拍打的方式将飞灰与布袋分离，将拍打后的废旧除尘布袋用剪刀剪成2cm×2cm的正方形，将上述样品置于烘箱中于105 ℃下烘干24 h备用；
取30g干燥后的废旧除尘布袋于300ml坩埚中，将坩埚置于马弗炉中，在500℃下炭化2h，研磨炭化后的产物；取6g上述炭化产物与活化剂NaOH（AR）以1:1 质量比混合，放入SK-GO8123K管式电阻炉中，在0.9L/min氮气气流保护下进行活化，起始温度30℃，升温速率6℃/min ，最终温度为700℃，在最高温度条件下保持90min，氮气保护下冷却到200℃以下，自然冷却；用去离子水洗至中性，在120℃下烘24h，研磨即得粉状活性炭。
   该活性炭产率17.57%。活性炭碘吸附值参照GB/T12496.8-1999《木质活性炭试验方法:碘吸附值的测定方法》测定，其值为1325.91 mg/g。活性炭苯胺吸附值参照GB 11889-89《苯胺类化合物的测定：N-(1-萘基)乙二胺偶氮分光光度法》测定，其值为388.53mg/g 。

Claims (3)

1.一种废旧除尘布袋制备活性炭的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
（1）首先将废旧除尘布袋通过拍打的方式将飞灰与布袋分离，将拍打后的废旧除尘布袋剪成2cm×2cm的正方形，将上述样品置于烘箱中于105 ℃下烘干24 h备用；
（2）取20～30g上述处理后的废旧除尘布袋于300ml坩埚中，将坩埚置于马弗炉中，在500℃下炭化2h，研磨炭化后的产物，放入广口瓶中，室温保存；
（3）取6g上述炭化产物与活化剂NaOH（AR）以质量比1:1混合，放入管式电阻炉中，在0.8～1L/min氮气气流保护下进行活化，起始温度30℃，升温速率6～10℃/min ，最终温度为500～700℃，在最高温度条件下保持30～90min，氮气保护下冷却到200℃以下，自然冷却；
（4）用水洗至中性，在120℃下烘24h，研磨即得粉状活性炭。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述的废旧除尘布袋是涤纶类废旧除尘布袋。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中，在1L/min氮气气流保护下进行活化，起始温度30℃，升温速率7℃/min ，最终温度为600℃，在最高温度条件下保持60min。
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