CN105731450A - 废弃物稻壳秸秆木屑生产活性炭工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废弃物稻壳木屑生产活性炭工艺，是属于惠民高科技变废为宝活性炭的生产工艺流程技术领域。以农业废弃物稻壳废木屑以及秸秆生产活性炭工艺流程组成。我国是一个农业大国，农业生产中的废弃物尤其秸秆稻壳产量巨大，同时我国又是世界上木材及其木制品的生产消费大国，每年产生大量的废弃木质的生活垃圾约360万吨，要处理这些日益增加的废弃木质材料花费大量的资金，人力，占地，运费，填埋，焚烧等还污染环境，资源浪费，通过现代高科技工艺流程方法生产工艺产品活性炭，减少污染，变废为宝使废稻壳木屑产生良好经济，生态，社会效益。

Description

废弃物稻壳秸秆木屑生产活性炭工艺

本发明公开了一种废弃物稻壳秸秆木屑生产活性炭工艺，是属于惠农科技变废为宝活性炭的生产工艺技术领域。

农业废弃物也称农业垃圾，主要是指农业生产和农村生活中不可避免的一种非产品产出。我国是一个农业大国，农业生产中的废弃物尤其是固体物种类繁多，数量巨大，第一性生产废弃物，主要是指植物性纤维废弃物，来自农田和果园残留物，如秸秆、果实外壳等。秸秆类(22种)棉杆、麦杆、烟杆、高梁杆、玉米杆、葵花杆、稻草、小米杆、蓖麻杆、油菜杆、芝麻杆、黄豆杆、蚕豆杆、豌豆杆、红苕杆、木薯杆、香蕉杆、棕榈杆、芦苇、剑麻秆(头)壳类(7类)稻壳、花生壳、椰子壳、葵花籽壳、茶壳、果壳、菜籽壳充分有效的利用农业废弃物，不但将其加工转化成有用的产品，而且减少了环境的污染，改善了农村生态环境。

农业废弃物作为一种能源，正在逐步进入科学化的新阶段，合理利用和推广这些技术，必将产生良好的经济效益、生态效益和社会效益。同时我国又是世界上木材及其木制品的生产消费大国，但我国森林覆盖率不足17％，我国每年产生大量的废纸、废旧木材、旧家具和废弃的人造板。碎木屑我国每年约产9000万吨生活垃圾，其中废弃木质材料约占4％，即全国年产废弃木质材料约360万吨。如我国每年的建筑竣工面积约有12亿立方米，其中仅废弃的木建筑模板有300多万立方米。处理这些日益增加的废弃木质材料，要花费大量的资金包括土地占地费用、运输费用、填埋费用等，并且还存在安全隐患。废弃木质材料既可进行物质循环利用，又可进行能量利用，物质循环利用是指对废木材回收后进行二次加工，制成各种人造板重新使用，也可以将废弃木材制成活性炭、工业炭或合成气体作为化学原料使用；废弃木材的能源利用，是指将其作为工业燃料用于锅炉或发电，也可作民用的家庭取暖。

本发明的目的是提供一种废弃物稻壳秸秆木屑生产活性炭工艺。

本发明的技术解决方案是：

1、一种废弃物稻壳秸秆木屑生产活性炭工艺，其特征是：以稻壳生产活性炭按下列工艺流程之一：

流程与工艺过程之一，见说明书附图1，稻壳生产活性炭工艺流程之一

本工艺以农业植物纤维性废弃物稻壳为原料，生产活性炭和白炭黑、水玻璃，具有较高的经济效益。

将稻壳中残留的米糠和砂石等杂物筛除干净送入焖烧窑中进行热解(不完全燃烧)，得到稻壳碳，将所得稻壳碳和烧碱(配成20％浓度溶液)按比例(稻壳碳∶烧碱＝1∶0.32)加入反应罐内，在1～2个大气压力，100～110℃条件下，反应2～2.5h，SiO₂溶出90％以上，生成水玻璃(NaSiO₃)。待反应液温度降至80℃左右时过滤，滤渣1用等体积约80℃水洗涤，并过滤，滤液1与母液合并，即得含SiO₂9.5％左右的水玻璃。滤渣2再等体积热水洗涤，过滤所得滤液2回收于配碱，滤渣3可供生产活性炭用。

将所得的水玻璃用水稀释至浓度8.5％左右，用泵提升至反应器内，溶液加热至70～80℃，在搅拌(65～75r/min)下以300ml/s速度滴加40％H₂SO₄。当反应器内出现大量凝胶时，此时酸的加入量大约为5L(40％H₂SO₄)/100L(NaSiO₃)，停止加酸，并继续搅拌。当测定pH为10.5左右时，保持温度在80～85℃，用20％H₂SO₄进行酸化，滴加速度为300ml/min，酸化至pH值为2.5～3.0之间时，停止酸化，继续搅拌。若pH值无变化，在搅拌下升温至90～100℃熟化1h。熟化结束后将所得胶体过滤，用质量分数为0.001％的稀氨水洗涤后于110～120℃干燥1～2h。干燥物经粉碎、筛分后得到白碳黑成品。

将生产水玻璃时洗涤后的稻壳炭用20％HCL在蒸汽作用下处理大约40min，过滤洗涤至pH5.5～7.0，然后干燥、粉碎即得活性炭产品。

本工艺以农业植物纤维性废弃物稻壳为原料，生产白炭黑，水玻璃，活性炭和具有较高的经济效益。

2、一种废弃物稻壳秸秆木屑生产活性炭工艺，其特征是：以废木屑生产活性炭：按下列工艺流程废木屑、生产活性炭的工艺流程之二，见说明书附图2，废木屑废弃物生产活性炭工艺之二；

浸渍、炭化、活化、回收、漂洗、脱水、干燥、粉碎、包装。首先将废木屑倒入氯化锌浓溶液中(木屑与氯化锌的质量比为1∶3)，浸渍8h以上。将浸渍的木屑放入炭化炉中炭化，温度控制在300～450℃间，时间也应控制在3～4h)。炭化过程中要不断翻动物料。将炭化的物料放在活化炉中活化，温度控制在500～600℃，活化时间在2～2.5h左右。活化后的要回收物料中含有大量的氯化锌。物料要经过漂洗直至炭中氯离子含量合格为止。之后再经过脱水、干燥、粉碎等工序即可得到活性炭合格的产品。本工艺以农业植物纤维性废弃物稻壳为原料，生产白碳黑和水玻璃，活性炭，具有较高的经济效益。

3、一种废弃物稻壳秸秆生产活性炭工艺，其特征是：以秸秆或废木屑生产活性炭；按下列工艺流程，农业废弃物秸秆或废木屑生产活性炭工艺之三，见说明书附图3，废木屑废弃物生产活性炭工艺流程之三。

中心石英反应管处在回旋式电炉中间，反应器由电阻加热，加热速度为10℃/min，反应温度用KJS温度控制器控制。先将备用的秸秆或木屑与氯化锌溶液混合搅拌均匀，浸渍1h，然后在120℃温度下加热炭化12h；随之将以上样品置于反应器中间，在300～700℃下活化120min，活化得到的样品用0.1mol/L的HCL溶液煮沸20min后，继续用0.1mol/L的HCL溶液反复清洗，随之用蒸馏水清洗至残液无CL^-检出为止。最后将所得活性炭在120℃下干燥12h可得到成品。见说明书附图3，农业废弃物秸秆或废木屑生产生活炭工艺之三；

我国是一个农业大国，农业生产中的废弃物尤其是固体物种类繁多，数量巨大。第一性生产废弃物，主要是指植物性纤维废弃物，来自农田和果园残留物，如秸秆、果果实外壳、稻壳、花生壳等将其加工转化成有用的工业产品而且减少了环境污染，改善了农村生态环境。同时产生良好的经济效益、生态效益和社会效益。植物纤维性废弃物的回收利用，就是根据其物质组成、结构构造或物理技术特性的某一特点，通过一定的加工而得以充分利用。

本工艺以农业植物纤维性废弃物稻壳秸秆或废木屑生产活性炭工艺，活性炭的作用主要是用于苯、甲苯、二甲苯、丙酮、油气、CS₂等有机溶剂吸附与回收；香烟过滤嘴、装修除味、室内空气净化(甲醛、苯等的去除)，工业用气对的净化(如CO₂、N₂等)；石化行业生产、天然气净化、脱硫、除臭、废气的治理；生化、油漆工业、地下场所、皮革工厂、动物饲养场所得空气净化、脱臭；烟道气的臭气吸附，硫化物吸附，汞蒸气的去除。还可作催化剂及催化剂载体(钯炭催化剂、釕碳催化剂、铑炭催化剂、铂炭催化剂)，贵重金属催化剂及合成金刚石，黄金提取。血液净化、汽车炭罐、高性能燃料电池、双电层超级电容器、锂电池负极材料、贮能材料，军事、航天等高要求领域。

同时我国又是世界上木材及其木制品的生产消费大国，我国森林覆盖率不足17％，我国每年产生大量的废纸、废旧木材、旧家具和废弃的人造板。碎木屑等。每年约产9000万吨生活垃圾，其中废弃木质材料约占4％，即全国年产废弃木质材料约360万吨。如我国每年的建筑竣工面积约有12亿立方米，其中仅废弃的木建筑模板有300多万立方米。处理这些日益增加的废弃木质材料，要花费大量的资金包括土地占地费用、运输费用、填埋费用等，并且还存在安全隐患。造成环境空气污染，严重影响人们的健康。

废弃木质材料既可进行物质循环利用，又可进行能量利用，物质循环利用是指对废木材回收后进行二次加工，制成各种人造板重新使用，也可以将废弃木材制成活性炭、工业炭或合成气体作为化学原料使用；废弃木材的能源利用，是指将其作为工业燃料用于锅炉或发电，也可作民用的家庭取暖。本发明主要利用农业废弃物秸秆、稻壳及废木屑的回收生产工艺技术制成活性炭，水玻璃、白炭黑。

附图说明

图1是稻壳生产活性炭工艺流程之一：1-焖烧窑；2，10-反应器；3，4-滤渣洗涤罐；5-7，11，13-过滤器；8-稀释罐；9-料液泵；12-洗涤罐；14-干燥器；15-粉碎机；

图2是废木屑、生产活性炭的工艺流程之二；

图3是废木屑废弃物生产活性炭工艺流程之三，活化装置示意图。

下面结合实施例对本发明进一步说明

具体实施方法：

实施例1：一种废弃物稻壳秸秆木屑生产活性炭工艺，其特征是：以稻壳生产活性炭按下列工艺流程之一：

农业废弃物稻壳生产活性炭，水玻璃，白碳黑流程与工艺过程将稻壳中残留的米糠和砂石等杂物筛除干净，送入焖烧窑中进行热解(不完全燃烧)，得到稻壳碳；

将所得稻壳碳和烧碱(配成20％浓度溶液)按比例(稻壳碳∶烧碱＝1∶0.32)加入反应罐内，在1～2个大气压力，100～110℃条件下，反应2～2.5h，SiO₂溶出90％以上，生成水玻璃(NaSiO₃)；待反应液温度降至80℃左右时过滤，滤渣1用等体积约80℃水洗涤，并过滤，滤液1与母液合并，即得含SiO₂9.5％左右的水玻璃；滤渣2再等体积热水洗涤，过滤所得滤液2回收于配碱，滤渣3可供生产活性炭用；

将所得的水玻璃用水稀释至浓度8.5％左右，用泵提升至反应器内，溶液加热至70～80℃，在搅拌(65～75r/min)下以300ml/s速度滴加40％H₂SO₄；当反应器内出现大量凝胶时，此时酸的加入量大约为5L(40％H₂SO₄)/100L(NaSiO₃)，停止加酸，并继续搅拌；当测定pH为10.5左右时，保持温度在80～85℃，用20％H₂SO₄进行酸化，滴加速度为300ml/min，酸化至pH值为2.5～3.0之间时，停止酸化，继续搅拌；若pH值无变化，在搅拌下升温至90～100℃熟化1h；熟化结束后将所得胶体过滤，用质量分数为0.001％的稀氨水洗涤后于110～120℃干燥1～2h；干燥物经粉碎、筛分后得到白碳黑成品；

将生产水玻璃时洗涤后的稻壳炭用20％HCL在蒸汽作用下处理大约40min，过滤洗涤至pH5.5～7.0，然后干燥、粉碎即得活性炭产品。

流程与工艺过程之一，见说明书附图1，稻壳生产活性炭工艺流程之一；

实施例2：一种废弃物稻壳秸秆木屑生产活性炭工艺，其特征是：以废木屑生产活性炭：按下列工艺流程：

首先将废木屑倒入氯化锌浓溶液中(木屑与氯化锌的质量比为1∶3)，浸渍8h以上；将浸渍的木屑放入炭化炉中炭化，温度控制在300～450℃间，时间也应控制在3～4h)；炭化过量中要不断翻动物料；将炭化的物料放在活化炉中活化，温度控制在500～600℃，活化时间在2～2.5h左右；活化后的要回收物料中含有大量的氯化锌；物料要经过漂洗直至炭中氯离子含量合格为止；之后再经过脱水、干燥、粉碎等工序即可得到活性炭合格的产品。

废木屑、生产活性炭的工艺流程之二，见说明书附图2，废木屑废弃物生产活性炭工艺；

实施例3：一种废弃物稻壳秸秆生产活性炭工艺，其特征是：以秸秆或废木屑生产活性炭；按下列工艺流程，农业废弃物秸秆或废木屑生产活性炭工艺之三。

中心石英反应管处在回旋式电炉中间，反应器由电阻加热，加热速度为10℃/min，反应温度用KJS温度控制器控制；先将备用的秸秆或木屑与氯化锌溶液混合搅拌均匀，浸渍1h，然后在120℃温度下加热炭化12h；随之将以上样品置于反应器中间，在300～700℃下活化120min，活化得到的样品用0.1mol/L的HCL溶液煮沸20min后，继续用0.1mol/L的HCL溶液反复清洗，随之用蒸馏水清洗至残液无CL^-检出为止；最后将所得活性炭在120℃下干燥12h可得到成品。

Claims (3)

1.一种废弃物稻壳秸秆木屑生产活性炭工艺，其特征是：按下列工艺流程农业废弃物稻壳生产活性炭，水玻璃，白碳黑流程与工艺过程将稻壳中残留的米糠和砂石等杂物筛除干净，送入焖烧窑中进行热解(不完全燃烧)，得到稻壳碳；

将所得稻壳碳和烧碱(配成20％浓度溶液)按比例(稻壳碳∶烧碱＝1∶0.32)加入反应罐内，在1～2个大气压力，100～110℃条件下，反应2～2.5h，SiO₂溶出90％以上，生成水玻璃(NaSiO₃)；待反应液温度降至80℃左右时过滤，滤渣1用等体积约80℃水洗涤，并过滤，滤液1与母液合并，即得含SiO₂9.5％左右的水玻璃；滤渣2再等体积热水洗涤，过滤所得滤液2回收于配碱，滤渣3可供生产活性炭用；

将所得的水玻璃用水稀释至浓度8.5％左右，用泵提升至反应器内，溶液加热至70～80℃，在搅拌(65～75r/min)下以300ml/s速度滴加40％H₂SO₄；当反应器内出现大量凝胶时，此时酸的加入量大约为5L(40％H₂SO₄)/100L(NaSiO₃)，停止加酸，并继续搅拌；当测定pH为10.5左右时，保持温度在80～85℃，用20％H₂SO₄进行酸化，滴加速度为300ml/min，酸化至pH值为2.5～3.0之间时，停止酸化，继续搅拌；若pH值无变化，在搅拌下升温至90～100℃熟化1h；熟化结束后将所得胶体过滤，用质量分数为0.001％的稀氨水洗涤后于110～120℃干燥1～2h；干燥物经粉碎、筛分后得到白碳黑成品；

将生产水玻璃时洗涤后的稻壳炭用20％HCL在蒸汽作用下处理大约40min，过滤洗涤至pH5.5～7.0，然后干燥、粉碎即得活性炭产品。

2.一种废弃物稻壳秸秆木屑生产活性炭工艺，其特征是：按下列工艺流程

首先将废木屑倒入氯化锌浓溶液中(木屑与氯化锌的质量比为1∶3)，浸渍8h以上；将浸渍的木屑放入炭化炉中炭化，温度控制在300～450℃间，时间也应控制在3～4h)；炭化过量中要不断翻动物料；将炭化的物料放在活化炉中活化，温度控制在500～600℃，活化时间在2～2.5h左右；活化后的要回收物料中含有大量的氯化锌；物料要经过漂洗直至炭中氯离子含量合格为止；之后再经过脱水、干燥、粉碎等工序即可得到活性炭合格的产品。

3.农业废弃物稻壳木质生产活性炭工艺，其特征是：按下列工艺

中心石英反应管处在回旋式电炉中间，反应器由电阻加热，加热速度为10℃/min，反应温度用KJS温度控制器控制；先将备用的秸秆或木屑与氯化锌溶液混合搅拌均匀，浸渍1h，然后在120℃温度下加热炭化12h；随之将以上样品置于反应器中间，在300～700℃下活化120min，活化得到的样品用0.1mol/L的HCL溶液煮沸20min后，继续用0.1mol/L的HCL溶液反复清洗，随之用蒸馏水清洗至残液无CL^-检出为止；最后将所得活性炭在120℃下干燥12h可得到成品。