CN109336640B - 一种炭基材料在建筑保温行业的应用 - Google Patents

一种炭基材料在建筑保温行业的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种炭基材料在建筑保温行业的应用,该炭基材料的制备方法采用的原料成分及重量配比为:农林废弃物30%‑50%,污泥20%‑40%,无机粘合剂10%‑30%,粉煤灰0%‑20%;该炭基材料的制备方法,包括以下步骤:1)将农林废弃物粉碎至粒径5mm以下;2)将粉碎后的农林废弃物与污泥混合进行搅拌10‑30分钟,搅拌均匀后挤压成型;3)在成型的废弃物外表面包裹无机粘合剂,无机粘合剂固化后并通过热解气化炉在600‑1000℃高温下烧结1‑5个小时使农林废弃物和污泥炭化并和无机粘合剂固化融为一体,形成表面坚硬内部微孔发达的炭基材料;若污泥含水率过高,农林废弃物配比到最高值时仍无法满足农林废弃物与污泥混合物的含水率,则需要在无机粘合剂中加入粉煤灰,直至满足农林废弃物与污泥混合物的含水率。

Description

一种炭基材料在建筑保温行业的应用
技术领域
本发明涉及炭基材料技术领域,尤其涉及一种炭基材料在建筑保温行业的应用。
背景技术
目前,农林废弃物和污泥的处理简单粗暴,不能做到有效地利用现有资源。而市场上的建材主要是以砂、石、粘土等不可再生资源为原料加工生产,生产过程严重破坏自然环境,且无法修复。随着土地等资源的日益紧张,建材的价格也逐年上升,大大加重了用户的使用成本。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足,提供一种炭基材料在建筑保温行业的应用,其制备方法本着对农林废弃物和污泥的处理再利用原则,在建材生产过程中,将农林废弃物(如木材边角料,农作物秸秆等)和污泥,再配合少量的无机粘合剂,通过高温烧结,污泥中的有害物质在高温下得到分解炭化,从而达到无害化处理的效果,进而生产出一种具有活性高,微孔发达,孔隙结构较大的炭基材料,该炭基材料作为原料应用于建材加工生产中,能够有效减少不可再生资源的使用,降低对环境的破坏。
为实现上述目的,本发明采用下述技术方案:
一种炭基材料在建筑保温行业的应用,该炭基材料的制备方法采用的原料的成分及重量配比为:
农林废弃物为30%-50%,污泥为20%-40%,无机粘合剂为10%-30%,粉煤灰为0%-20%;所述无机粘合剂为高铝水泥和高铝粘土中的一种或多种混合而成;
该炭基材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:将农林废弃物粉碎至粒径5mm以下;
步骤二:将粉碎后的农林废弃物与污泥混合进行搅拌10-30分钟,搅拌均匀后挤压成型;
步骤三:在成型的废弃物外表面包裹无机粘合剂,无机粘合剂固化后通过热解气化炉在600-1000℃高温下烧结1-5个小时使农林废弃物和污泥炭化并和无机粘合剂融为一体,进而形成表面坚硬内部微孔发达的炭基材料;在此,若污泥含水率过高,农林废弃物配比到最高值时仍无法满足农林废弃物与污泥混合物的含水率,则需要在无机粘合剂中加入粉煤灰,直至满足农林废弃物与污泥混合物的含水率;所述的挤压成型后的农林废弃物与污泥混合物含水率在20-30%之间。
一种炭基材料在建筑保温行业的应用,该炭基材料的制备方法采用的原料的成分及重量配比为:
农林废弃物为30%,污泥为40%,无机粘合剂为30%,粉煤灰为0%;
该炭基材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:将农林废弃物粉碎至粒径5mm以下;
步骤二:将粉碎后的农林废弃物与污泥混合进行搅拌30分钟,搅拌均匀后挤压成型;
步骤三:在成型的废弃物外表面包裹无机粘合剂,无机粘合剂固化后并通过热解气化炉在600℃高温下烧结1个小时使农林废弃物和污泥炭化并和无机粘合剂融为一体,进而形成表面坚硬内部微孔发达的炭基材料。
一种炭基材料在建筑保温行业的应用,该炭基材料的制备方法采用的原料的成分及重量配比为:
农林废弃物为50%,污泥为20%,无机粘合剂为10%,粉煤灰20%;
该炭基材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:将农林废弃物粉碎至粒径5mm以下;
步骤二:将粉碎后的农林废弃物与污泥混合进行搅拌10分钟,搅拌均匀后挤压成型;
步骤三:在成型的废弃物外表面包裹无机粘合剂和粉煤灰,无机粘合剂固化后并通过热解气化炉在1000℃高温下烧结5个小时使农林废弃物和污泥炭化并和无机粘合剂融为一体,进而形成表面坚硬内部微孔发达的炭基材料。
一种炭基材料在建筑保温行业的应用,该炭基材料的制备方法采用的原料的成分及重量配比为:
农林废弃物为40%,污泥为30%,无机粘合剂为20%,粉煤灰10%;
该炭基材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:将农林废弃物粉碎至粒径5mm以下;
步骤二:将粉碎后的农林废弃物与污泥混合进行搅拌20分钟,搅拌均匀后挤压成型;
步骤三:在成型的废弃物外表面包裹无机粘合剂和粉煤灰,无机粘合剂固化后并通过热解气化炉在800℃高温下烧结3个小时使农林废弃物和污泥炭化并和无机粘合剂融为一体,进而形成表面坚硬内部微孔发达的炭基材料。
优选地,在所述步骤一中,农林废弃物粉碎前需要将含水量过高的农林废弃物通过烘干窑烘干,使其含水量不超过20%。
优选地,在所述步骤三中,挤压成型后的农林废弃物与污泥混合物含水率在20-30%之间。
优选地,所述农林废弃物为木材边角料或和农作物秸秆。
优选地,所述农作物秸秆为玉米秸秆、小麦秸秆、稻谷秸秆、大豆秸秆、花生秸秆中的一种或多种。
本发明提供的一种炭基材料在建筑保温行业的应用,其制备方法本着对农林废弃物和污泥的处理再利用原则,在建材生产过程中,将农林废弃物(如木材边角料,农作物秸秆等)和污泥,再配合少量的无机粘合剂,通过高温烧结,生产出一种具有活性高,微孔发达,孔隙结构较大的炭基材料,该炭基材料作为原料应用于建材加工生产中,能够有效减少不可再生资源的使用,降低对环境的破坏。另外,通过大量使用农林废弃物,可以提高资源综合利用率,而制成的产品在使用过程中能极大降低用户的使用成本,且产品中含有大量的活性炭成分能起到保温隔热、吸附有害气体、调节空气湿度的功能,也可以用于污水处理领域,作为吸附剂使用。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的,现有技术中存在农林废弃物和污泥的处理简单粗暴,不能做到有效地利用现有资源;而市场上的建材主要是以砂、石、粘土等不可再生资源为原料加工生产,生产过程严重破坏自然环境,且无法修复;随着土地等资源的日益紧张,建材的价格也逐年上升,大大加重了用户的使用成本等不足,为了解决如上的技术问题,本申请提出一种炭基材料在建筑保温行业的应用。
下面结合实施例对本发明 进一步说明。
实施例一
一种炭基材料在建筑保温行业的应用,该炭基材料的制备方法采用的原料的成分及重量配比为:
农林废弃物为30%-50%,污泥为20%-40%,无机粘合剂为10%-30%,粉煤灰为0%-20%;
其中无机粘合剂为高铝水泥和高铝粘土中的一种或多种混合而成;在此,无机粘合剂的配比视搅拌成型的混合物黏性而不同,黏性越大,无机粘合剂用量越低;
农林废弃物为木材边角料或和农作物秸秆,其中农作物秸秆包括玉米秸秆、小麦秸秆、稻谷秸秆、大豆秸秆、花生秸秆等中的一种或多种;
该炭基材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:将农林废弃物粉碎至粒径5mm以下;在此,农林废弃物的含水量不超20%,含水量过高的农林废弃物粉碎前需要通过烘干窑烘干;
步骤二:将粉碎后的农林废弃物与污泥混合进行搅拌10-30分钟,搅拌均匀后挤压成型;在此,搅拌时间长短和污泥含水率有关,含水率越低搅拌时间越长;
步骤三:在成型的废弃物外表面包裹无机粘合剂,无机粘合剂固化后并通过热解气化炉在600-1000℃高温下烧结1-5个小时使农林废弃物和污泥炭化并和无机粘合剂融为一体,进而形成表面坚硬内部微孔发达的炭基材料;在此,成型后的混合物含水率在20-30%之间,若污泥含水率过高,农林废弃物配比到最高值时仍无法满足农林废弃物与污泥混合物的含水率,则需要在无机粘合剂中加入粉煤灰,直至满足农林废弃物与污泥混合物的含水率。
实施例二
一种炭基材料在建筑保温行业的应用,该炭基材料的制备方法采用的原料的成分及重量配比为:
农林废弃物为30%,污泥为40%,无机粘合剂为30%,粉煤灰为 0%;
该炭基材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:将农林废弃物粉碎至粒径5mm以下;
步骤二:将粉碎后的农林废弃物与污泥混合进行搅拌30分钟,搅拌均匀后挤压成型;
步骤三:在成型的废弃物外表面包裹无机粘合剂,无机粘合剂固化后并通过热解气化炉在600℃高温下烧结1个小时使农林废弃物和污泥炭化并和无机粘合剂融为一体,进而形成表面坚硬内部微孔发达的炭基材料。
其余同实施例一。
实施例三
一种炭基材料在建筑保温行业的应用,该炭基材料的制备方法采用的原料的成分及重量配比为:
农林废弃物为50%,污泥为20%,无机粘合剂为10%,粉煤灰20%;
该炭基材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:将农林废弃物粉碎至粒径5mm以下;
步骤二:将粉碎后的农林废弃物与污泥混合进行搅拌10分钟,搅拌均匀后挤压成型;
步骤三:在成型的废弃物外表面包裹无机粘合剂和粉煤灰,无机粘合剂固化后并通过热解气化炉在1000℃高温下烧结5个小时使农林废弃物和污泥炭化并和无机粘合剂融为一体,进而形成表面坚硬内部微孔发达的炭基材料。
其余同实施例一。
实施例四
一种炭基材料在建筑保温行业的应用,该炭基材料的制备方法采用的原料的成分及重量配比为:
该炭基材料采用的原料的成分及重量配比为:
农林废弃物为40%,污泥为30%,无机粘合剂为20%,粉煤灰10%;
该炭基材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:将农林废弃物粉碎至粒径5mm以下;
步骤二:将粉碎后的农林废弃物与污泥混合进行搅拌20分钟,搅拌均匀后挤压成型;
步骤三:在成型的废弃物外表面包裹无机粘合剂和粉煤灰,无机粘合剂固化后并通过热解气化炉在800℃高温下烧结3个小时使农林废弃物和污泥炭化并和无机粘合剂融为一体,进而形成表面坚硬内部微孔发达的炭基材料。
其余同实施例一。
本发明提供的一种炭基材料在建筑保温行业的应用,其炭基材料的制备方法本着对农林废弃物和污泥的处理再利用原则,在建材生产过程中,将农林废弃物(如木材边角料,农作物秸秆等)和污泥,再配合少量的无机粘合剂,通过高温烧结,生产出一种具有活性高,微孔发达,孔隙结构较大的炭基材料,该炭基材料作为原料应用于建材加工生产中,能够有效减少不可再生资源的使用,降低对环境的破坏。另外,通过大量使用农林废弃物,可以提高资源综合利用率,而制成的产品在使用过程中能极大降低用户的使用成本,且产品中含有大量的活性炭成分能起到保温隔热、吸附有害气体、调节空气湿度的功能,也可以用于污水处理领域,作为吸附剂使用。
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种炭基材料在建筑保温行业的应用,其特征在于,该炭基材料的制备方法采用的原料的成分及重量配比为:
农林废弃物为30%-50%,污泥为20%-40%,无机粘合剂为10%-30%,粉煤灰为0%-20%;所述无机粘合剂为高铝水泥和高铝粘土中的一种或多种混合而成;
该炭基材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:将农林废弃物粉碎至粒径5mm以下;农林废弃物粉碎前需要将含水量过高的农林废弃物通过烘干窑烘干,使其含水量不超过20%;
步骤二:将粉碎后的农林废弃物与污泥混合进行搅拌10-30分钟,搅拌均匀后挤压成型;
步骤三:在成型的废弃物外表面包裹无机粘合剂,无机粘合剂固化后并通过热解气化炉在600-1000℃高温下烧结1-5个小时使农林废弃物和污泥炭化并和无机粘合剂融为一体,进而形成表面坚硬内部微孔发达的炭基材料;在此,若污泥含水率过高,农林废弃物配比到最高值时仍无法满足农林废弃物与污泥混合物的含水率,则需要在无机粘合剂中加入粉煤灰,直至满足农林废弃物与污泥混合物的含水率;所述的挤压成型后的农林废弃物与污泥混合物含水率在20-30%之间。
2.如权利要求1所述的一种炭基材料在建筑保温行业的应用,其特征在于,该炭基材料的制备方法采用的原料的成分及重量配比为:
农林废弃物为30%,污泥为40%,无机粘合剂为30%,粉煤灰为0%;
该炭基材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:将农林废弃物粉碎至粒径5mm以下;
步骤二:将粉碎后的农林废弃物与污泥混合进行搅拌30分钟,搅拌均匀后挤压成型;
步骤三:在成型的废弃物外表面包裹无机粘合剂,无机粘合剂固化后并通过热解气化炉在600℃高温下烧结1个小时使农林废弃物和污泥炭化并和无机粘合剂融为一体,进而形成表面坚硬内部微孔发达的炭基材料。
3.如权利要求1所述的一种炭基材料在建筑保温行业的应用,该炭基材料的制备方法采用的原料的成分及重量配比为:
农林废弃物为50%,污泥为20%,无机粘合剂为10%,粉煤灰20%;
该炭基材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:将农林废弃物粉碎至粒径5mm以下;
步骤二:将粉碎后的农林废弃物与污泥混合进行搅拌10分钟,搅拌均匀后挤压成型;
步骤三:在成型的废弃物外表面包裹无机粘合剂和粉煤灰,无机粘合剂固化后并通过热解气化炉在1000℃高温下烧结5个小时使农林废弃物和污泥炭化并和无机粘合剂融为一体,进而形成表面坚硬内部微孔发达的炭基材料。
4.如权利要求1所述的一种炭基材料在建筑保温行业的应用,其特征在于,该炭基材料的制备方法采用的原料的成分及重量配比为:
农林废弃物为40%,污泥为30%,无机粘合剂为20%,粉煤灰10%;
该炭基材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:将农林废弃物粉碎至粒径5mm以下;
步骤二:将粉碎后的农林废弃物与污泥混合进行搅拌20分钟,搅拌均匀后挤压成型;
步骤三:在成型的废弃物外表面包裹无机粘合剂和粉煤灰,无机粘合剂固化后并通过热解气化炉在800℃高温下烧结3个小时使农林废弃物和污泥炭化并和无机粘合剂融为一体,进而形成表面坚硬内部微孔发达的炭基材料。
5.如权利要求1-4任一项所述的一种炭基材料在建筑保温行业的应用,其特征在于,所述农林废弃物为木材边角料或和农作物秸秆。
6.如权利要求5所述的一种炭基材料在建筑保温行业的应用,其特征在于,所述农作物秸秆为玉米秸秆、小麦秸秆、稻谷秸秆、大豆秸秆、花生秸秆中的一种或多种。
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