CN108557820A - 一种cod高去除率竹质活性炭的制备方法 - Google Patents

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杜松青
李文贵
林晋华
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    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/30—Active carbon
    • C01B32/312—Preparation
    • C01B32/336—Preparation characterised by gaseous activating agents

Abstract

本发明公开了一种COD高去除率竹质活性炭的制备方法，本发明首先将原料加工成30‑50mm的小块（任意边长不大于50mm)，在350‑150℃下，由高温到低温条件下，快速干燥，其后，再在200‑550℃下炭化60‑120分钟，移入活化炉中，通入二氧化碳和水蒸汽的混合气体，在850‑950℃下反应80‑120分钟，冷却后，将其磨粉，细度为325目99%通过,即制得COD高去除率竹质活性炭，有利于工业及生活有机污水的处理。

Description

一种COD高去除率竹质活性炭的制备方法
技术领域
本发明涉及活性炭的制备方法，尤其涉及一种COD高去除率竹质活性炭的制备方法。
背景技术
活性炭是一种黑色多孔的固体炭质，由煤通过粉碎、成型或用均匀的煤粒经炭化、活化生产。主要成分为碳，并含少量氧、氢、硫、氮、氯等元素。普通活性炭的比表面积在500～1700m²/g间。具有很强的吸附性能，为用途极广的一种工业吸附剂。
活性炭是传统而现代的人造材料，又称碳分子筛。按照原料来源分为：木质活性炭、兽骨、血炭、矿物质原料活性炭、其它原料的活性炭和再生活性炭。由于木质活性炭需要使用大量的木材，而我国又是木材缺乏国家，木质活性炭造价较高。而我国竹子资源却十分丰富，因此竹质活性炭在我国生产，成本相对于木质活性炭要低很多。
公开号为CN106379897A，公开日为2017年2月8日的中国发明专利申请公开了一种利用磷酸法及利用物理化学联合法制备竹质活性炭的方法，属于活性炭制备领域。其中，上述利用磷酸法制备竹质活性炭的方法，包括捏合步骤和炭化活化步骤。上述利用物理－化学联合法制备竹质活性炭的方法包括化学法生产工艺和物理法生产工艺，物理法生产工艺中活化炉排出的烟气作为化学法生产工艺中的能量来源。这种方法以竹子为原料，制得的活性炭的孔隙为微孔和过渡孔，且减少了能源消耗和物料损失，提高活性炭的产率，降低生产成本。但是该发明专利制造出来的竹质活性炭对工业及生活有机污水中的COD（化学需氧量（Chemical Oxygen Demand 简称COD），是指水体中易被强氧化剂（重铬酸钾）氧化的还原性物质所消耗的重铬酸钾的量。折算成相对应氧的量，以氧的量表示，单位为mg/L。一般还原性物质主要是有机物。通常以COD作为表征水体中有机物含量的综合性指标。在河流污染和工业废水性质的研究以及废水处理厂的运行管理中，它是一个重要的而且能较快测定的有机物污染参数，常以符号COD表示。）去除率较低，在用于工业及生活有机污水后，污水的COD浓度仍不理想。
发明内容
本发明为了克服现有竹质活性炭存在的COD去除率较低的缺陷，本发明提供了一种COD高去除率竹质活性炭的制备方法，通过该制备方法制备出来的竹质活性炭对COD的去除率较高，有利于工业及生活有机污水的处理。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种COD高去除率竹质活性炭的制备方法，其特征在于：包括如下工艺步骤：
步骤1，切块加工
将竹子加工成30-50mm的小块，任意边长不超过50mm；
步骤2，快速烘干
将加工成小块的竹子在150～350℃的温度下快速烘干，烘干后竹块的含水率28～32%；
步骤3，炭化
对快速烘干后的竹块在200～550℃温度下进行炭化处理，炭化时间为60～120分钟；
步骤4，活化
在活化炉中对竹块进行活化处理，活化时，向活化炉中通入二氧化碳和水蒸气的混合气体，通入的混合气体的流量为18～22 m³/h，活化炉内的温度为850-950℃，活化时间为80～120分钟；
步骤5，冷却
步骤6，磨粉
对冷却后的竹块进行磨粉处理，磨粉后，竹粉的细度要求为：用325目过滤筛需要99%通过。
步骤1中竹子选用竹头、竹杆或者竹梢。
步骤2中，使用烘干机对竹块进行烘干，烘干机的进口温度最高，出口温度最低，烘干机内温度逐步降低。
步骤5中，冷却方式选择旋转水冷的方式冷却。
本发明具有以下有益效果：
本发明首先将竹子进行切块，竹块要求为任意边长在30-50mm的小块，然后进行快速烘干，块的尺寸要求的原因在于便于快速烘干的同时，也便于后期的磨粉处理。快速烘干时要求在150～350℃的温度下进行烘干，此温度的要去既能快速将竹子中的水分去除，又不会对竹子的组织造成损伤，不会破坏竹子本身的结构，不会影响后期活性炭的吸附效果。烘干后进行活化，在此过程中，对活化的条件要求高，需要对水蒸气和二氧化碳的量进行严格控制，活化温度和活化时间的要求非常重要，在此过程的要求对后期活性炭对COD去除率影响很大。冷却后进行磨粉即得到竹质活性炭。经过上述步骤以及各个参数的控制，不仅能够制造出成本低廉的竹质活性炭，而且制造出来的活性炭对高浓度COD（COD80-100）去除率大于80%，低浓度COD（COD50-65）去除率大于50%。
具体实施方式
下面结合具体实施例来说明本发明。
实施例1
本实施例提供的是一种COD高去除率竹质活性炭的制备方法，该方法具体包括如下步骤：
步骤1，切块加工
将竹头加工成任意边长在30-50mm的小块，任意边长不超过50mm；
步骤2，快速烘干
将加工成小块的竹子在烘干机内进行烘干，烘干机进口温度控制为350℃，出口温度控制为150℃，烘干机内部分为三个区别，第一区间为300℃，第二区间为260℃，第三区间为180℃，烘干后，竹块的汗水率为28%：
步骤3，炭化
对快速烘干后的竹块在200℃温度下进行炭化处理，炭化时间为120分钟；
步骤4，活化
在活化炉中对竹块进行活化处理，活化时，向活化炉中通入二氧化碳和水蒸气的混合气体，通入的混合气体的流量为18m³/h，活化炉内的温度为950℃，活化时间为80分钟；
步骤5，冷却（用旋转冷却器进行旋转水冷）
步骤6，磨粉
对冷却后的竹块进行磨粉处理，磨粉后，竹粉的细度要求为：用325目过滤筛需要99%通过。得到的活性炭装填密度180g/l，灰分9%。
用于生活污水处理时，高浓度COD去除率为85%，低浓度COD去除率为52%。
实施例2
本实施例提供的是一种COD高去除率竹质活性炭的制备方法，该方法具体包括如下步骤：
步骤1，切块加工
将竹杆加工成任意边长在30-50mm的小块，任意边长不超过50mm；
步骤2，快速烘干
将加工成小块的竹子在烘干机内烘干，烘干机内温度为220℃，烘干机进口温度为300℃，烘干机出口温度为200℃，烘干后，竹块的含水率为 30%；
步骤3，炭化
对快速烘干后的竹块在350℃温度下进行炭化处理，炭化时间为85分钟；
步骤4，活化
在活化炉中对竹块进行活化处理，活化时，向活化炉中通入二氧化碳和水蒸气的混合气体，通入的混合气体的流量为20 m³/h活化炉内的温度为900℃，活化时间为100分钟；
步骤5，冷却
步骤6，磨粉
对冷却后的竹块进行磨粉处理，磨粉后，竹粉的细度要求为：用325目过滤筛需要99%通过。得到的活性炭装填密度220g/l，灰分12%。
用于工业污水处理时，高浓度COD去除率为82%，低浓度COD去除率为58%。
实施例3
本实施例提供的是一种COD高去除率竹质活性炭的制备方法，该方法具体包括如下步骤：
步骤1，切块加工
将竹梢加工成任意边长在30-50mm的小块，任意边长不超过50mm；
步骤2，快速烘干
将加工成小块的竹子在烘干机内烘干，烘干机进口温度为230℃，出口温度为180℃，烘干机内温度258°，烘干后，竹块的含水率为32%；
步骤3，炭化
对快速烘干后的竹块在550℃温度下进行炭化处理，炭化时间为60分钟；
步骤4，活化
在活化炉中对竹块进行活化处理，活化时，向活化炉中通入二氧化碳和水蒸气的混合气体，通入的混合气体的流量为22 m³/h活化炉内的温度为850℃，活化时间为120分钟；
步骤5，冷却
步骤6，磨粉
对冷却后的竹块进行磨粉处理，磨粉后，竹粉的细度要求为：用325目过滤筛需要99%通过。得到的活性炭装填密度220g/l，灰分13%。
用于工业污水处理时，高浓度COD去除率为88%，低浓度COD去除率为62%。

Claims (3)

1.一种COD高去除率竹质活性炭的制备方法，其特征在于：包括如下工艺步骤：
步骤1，切块加工
将竹子加工成30-50mm的小块，任意边长不超过50mm；
步骤2，快速烘干
将加工成小块的竹子在150～350℃的温度下快速烘干，烘干后竹块的含水率28～32%；
步骤3，炭化
对快速烘干后的竹块在200～550℃温度下进行炭化处理，炭化时间为60～120分钟；
步骤4，活化
在活化炉中对竹块进行活化处理，活化时，向活化炉中通入二氧化碳和水蒸气的混合气体，通入的混合气体的流量为18～22 m³/h，活化炉内的温度为850～950℃，活化时间为80～120分钟；
步骤5，冷却
步骤6，磨粉
对冷却后的竹块进行磨粉处理，磨粉后，竹粉的细度要求为：用325目过滤筛需要99%通过。
2.根据权利要求1所述的一种COD高去除率竹质活性炭的制备方法，其特征在于：步骤1中竹子选用竹头、竹杆或者竹梢。
3.根据权利要求1所述的一种COD高去除率竹质活性炭的制备方法，其特征在于：步骤2中，使用烘干机对竹块进行烘干，烘干机的进口温度最高，出口温度最低，烘干机内温度逐步降低。
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