CN109368638A - 一种利用废弃茶叶生产活性炭的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用废弃茶叶生产活性炭的方法，属于活性炭生产技术领域，该方法包括以下步骤：原料预处理：收集废弃茶叶，将其浸泡10‑15h，清洗并过滤，干燥后得到干净的废弃茶叶，废弃茶叶为冲泡使用后的茶叶或过期后的旧茶叶；原料处理：原料包括废弃茶叶、城市落叶、煤尘和稻草，将干净的废弃茶叶以及城市落叶、煤尘和稻草分别经过粉碎和研磨处理，再通过网筛筛分至80‑150目，将筛分过后的上述原料干燥后按照重量比6：3：1：1混合，搅拌均匀后，得到原料混合物；捏合造粒；高温炭化、活化；煮酸；漂洗、干燥，解决了现有活性炭中的木质、煤质等原料资源有限，制造成本较高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及活性炭生产技术领域，更具体地说，它涉及一种利用废弃茶叶生产活性炭的方法。
背景技术
活性炭的主要原料几乎可以是所有富含碳的有机材料，如煤、木材、果壳、椰壳、核桃壳、杏壳、枣壳等。这些含碳材料在活化炉中，在高温和一定压力下通过热解作用被转换成活性炭。在此活化过程中，巨大的表面积和复杂的孔隙结构逐渐形成，而所谓的吸附过程正是在这些孔隙中和表面上进行的，活性炭中孔隙的大小对吸附质有选择吸附的作用，这是由于大分子不能进入比它孔隙小的活性炭孔径内的缘故。活性炭是由含炭为主的物质作原料，经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。活性炭含有大量微孔，具有巨大无比的表面积，能有效地去除色度、臭味，可去除二级出水中大多数有机污染物和某些无机物，包含某些有毒的重金属。
活性炭材料根据原料的不同，可分为木质原料活性炭、煤质原料活性炭、沥青活性炭和合成树脂活性炭等。木质活性炭和煤质活性炭是目前最为普遍的活性炭材料，然而木质、煤质资源有限且成本较高，且木质和煤质是很多领域的通用原料，耗量非常大，因此应尽可能挖掘其他可用于替代木质和煤质的原料，减少木质和煤质的消耗。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种利用废弃茶叶生产活性炭的方法，其解决了现有活性炭中的木质、煤质等原料资源有限，制造成本较高的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案:
一种利用废弃茶叶生产活性炭的方法，包括以下步骤：
(a)原料预处理：收集废弃茶叶，将其浸泡10-15h，清洗并过滤，干燥后得到干净的废弃茶叶，所述废弃茶叶为冲泡使用后的茶叶或过期后的旧茶叶；
(b)原料处理：原料包括废弃茶叶、城市落叶、煤尘和稻草，将步骤(a)中得到的干净废弃茶叶以及城市落叶、煤尘和稻草分别经过粉碎和研磨处理，再通过网筛筛分至80-150目，将筛分过后的上述原料干燥后按照重量比6：3：1：1混合，搅拌均匀后，得到原料混合物；
(c)捏合造粒：将所述步骤(b)中得到的所述原料混合物与含炭粘合剂、水混合压延，得到密实均匀的捏合料，将所述捏合料通过造粒机造粒，形成颗粒状的成型原料；
(d)高温炭化、活化：将步骤(c)中得到的成型原料与氯化锌溶液(质量分数为55％)按料液比1∶1混合，并放入600-700℃外热式炭化转炉中进行干燥和炭化处理；炭化后，再将其放入活化炉中活化，得到活化物；
(e)煮酸：在步骤(d)中得到的所述活化物中加入0.1mol/L盐酸，并将其置于85-90℃电热炉中恒温加热40-60min；
(f)漂洗、干燥：将煮酸处理后的活化物用去离子水反复冲洗，直至PH值在6.7-7.3之间，并将其通过干燥和级配处理，得到不同粒度大小的产品活性炭。
通过上述技术方案，废弃茶叶和煤尘均是其他领域中的废弃物品，通过将其回收，制作成活性炭，不仅大大降低了活性炭生产的制作成本，而且节能环保，提高了废物利用的价值度。废弃茶叶中含有较为丰富的茶纤维，城市落叶中含有较为丰富的植物纤维，不管是木质纤维还是茶纤维都具有含炭量高的特性，是良好的活性炭制作原料，通过将其回收，并与煤尘和稻草混合，通过炭化和活化，制得活性炭，工艺简单，制作方便。稻草和煤尘在活性炭原料中不占主要成分，主要用于提高原料混合物中的纤维密度和含炭量，提高活性炭的吸附能力。
进一步优选为：步骤(b)中，所述城市落叶粉碎前，需经过气流筛分机筛选，除去所述城市落叶中夹杂的固体杂质。
通过上述技术方案，城市落叶在清扫收集过程中，会夹杂一些砂石等固定杂质，通过气流筛分机，可以将这些固体杂质去除，得到干净的城市落叶。
进一步优选为：步骤(b)中，所述稻草粉碎前，需将其切断成长度小于10cm的长条。
通过上述技术方案，便于后续和废弃茶叶、城市落叶、煤尘混合粉碎和研磨。
进一步优选为：步骤(c)中的所述含炭粘合剂为沥青或煤焦油。
通过上述技术方案，含炭高，且粘结性好。
进一步优选为：所述煤尘选用高温锅炉烟道气中沉积的未燃烧煤粒。
通过上述技术方案，提高了废物利用率，节能环保。
综上所述，本发明具有以下有益效果：废弃茶叶和煤尘均是其他领域中的废弃物品，通过将其回收，制作成活性炭，不仅大大降低了活性炭生产的制作成本，而且节能环保，提高了废物利用的价值度。废弃茶叶中含有较为丰富的茶纤维，城市落叶中含有较为丰富的植物纤维，不管是木质纤维还是茶纤维都具有含炭量高的特性，是良好的活性炭制作原料，通过将其回收，并与煤尘和稻草混合，通过炭化和活化，制得活性炭，工艺简单，制作方便。稻草和煤尘在活性炭原料中不占主要成分，主要用于提高原料混合物中的纤维密度和含炭量，提高活性炭的吸附能力。原料预处理过程中，可将废弃茶叶中的沙土等杂质过滤掉，原料处理过程中，可对城市落叶和稻草进行前期处理，便于后续粉碎和研磨。
附图说明
图1是实施例的流程框图，主要用于体现利用废弃茶叶生产活性炭的方法的工艺流程。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
实施例：一种利用废弃茶叶生产活性炭的方法，如图1所示，包括以下步骤：
(a)原料预处理：收集废弃茶叶，将其浸泡10-15h，清洗并过滤，干燥后得到干净的废弃茶叶，废弃茶叶为冲泡使用后的茶叶或过期后的旧茶叶；
(b)原料处理：原料包括废弃茶叶、城市落叶、煤尘和稻草，将步骤(a)中得到的干净废弃茶叶以及城市落叶、煤尘和稻草分别经过粉碎机粉碎处理以及研磨机研磨处理，再通过网筛筛分至80-150目，将筛分过后的上述原料干燥后按照重量比6：3：1：1混合，搅拌均匀后，得到原料混合物；
(c)捏合造粒：将步骤(b)中得到的原料混合物与适量的含炭粘合剂、水混合压延，得到密实均匀的捏合料，将捏合料通过造粒机造粒处理，形成颗粒状的成型原料；
(d)高温炭化、活化：将步骤(c)中得到的成型原料与氯化锌溶液(质量分数为55％)按料液比1∶1混合，并放入600-700℃外热式炭化转炉中进行干燥和炭化处理；炭化后，再将其放入800-900℃活化炉中活化10-15h，烧失率约为50％，得到活化物；
(e)煮酸：在步骤(d)中得到的活化物中加入0.1mol/L盐酸，并将其置于85-90℃电热炉中恒温加热40-60min，加热过程中可适当进行搅拌；
(f)漂洗、干燥：将煮酸处理后的活化物用去离子水反复冲洗，直至PH值在6.7-7.3之间，且越接近7越好，并将其通过干燥和级配处理，得到不同粒度大小的产品活性炭。
步骤(b)中，城市落叶粉碎前，需经过气流筛分机筛选，除去城市落叶中夹杂的固体杂质。稻草粉碎前，需将其切断成长度小于10cm的长条。
步骤(c)中的含炭粘合剂为沥青或煤焦油。
原料中的煤尘选用高温锅炉烟道气中沉积的未燃烧煤粒。
产品活性炭与煤质活性炭的参数对比表：
碘值、强度、比表面积、亚甲蓝值、总孔容积、充填密度和水分均是反映活性炭吸附能力的作用指标，由上表可知，基于废弃茶叶生产出来的产品活性炭与煤质活性炭的吸附力能力相差不大，因此，很多领域用到的煤质活性炭均可用本实施例的产品活性炭代替，且该产品活性炭的原料废弃茶叶和煤尘均是其他领域中通过废物回收而来，节能环保，城市落叶和稻草也得到了有效利用，提高了废物利用的价值度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和修饰，这些改进和修饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种利用废弃茶叶生产活性炭的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(a)原料预处理：收集废弃茶叶，将其浸泡10-15h，清洗并过滤，干燥后得到干净的废弃茶叶，所述废弃茶叶为冲泡使用后的茶叶或过期后的旧茶叶；
(b)原料处理：原料包括废弃茶叶、城市落叶、煤尘和稻草，将步骤(a)中得到的干净废弃茶叶以及城市落叶、煤尘和稻草分别经过粉碎和研磨处理，再通过网筛筛分至80-150目，将筛分过后的上述原料干燥后按照重量比6：3：1：1混合，搅拌均匀后，得到原料混合物；
(c)捏合造粒：将所述步骤(b)中得到的所述原料混合物与含炭粘合剂、水混合压延，得到密实均匀的捏合料，将所述捏合料通过造粒机造粒，形成颗粒状的成型原料；
(d)高温炭化、活化：将步骤(c)中得到的成型原料与氯化锌溶液(质量分数为55％)按料液比1∶1混合，并放入600-700℃外热式炭化转炉中进行干燥和炭化处理；炭化后，再将其放入活化炉中活化，得到活化物；
(e)煮酸：在步骤(d)中得到的所述活化物中加入0.1mol/L盐酸，并将其置于85-90℃电热炉中恒温加热40-60min；
(f)漂洗、干燥：将煮酸处理后的活化物用去离子水反复冲洗，直至PH值在6.7-7.3之间，并将其通过干燥和级配处理，得到不同粒度大小的产品活性炭。
2.根据权利要求1所述的一种利用废弃茶叶生产活性炭的方法，其特征在于：步骤(b)中，所述城市落叶粉碎前，需经过气流筛分机筛选，除去所述城市落叶中夹杂的固体杂质。
3.根据权利要求1所述的一种利用废弃茶叶生产活性炭的方法，其特征在于：步骤(b)中，所述稻草粉碎前，需将其切断成长度小于10cm的长条。
4.根据权利要求1所述的一种利用废弃茶叶生产活性炭的方法，其特征在于：步骤(c)中的所述含炭粘合剂为沥青或煤焦油。
5.根据权利要求1所述的一种利用废弃茶叶生产活性炭的方法，其特征在于：所述煤尘选用高温锅炉烟道气中沉积的未燃烧煤粒。
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|---|---|---|---|---|
| CN110467957A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-19 | 绍兴上虞丙方环保设备有限公司 | 一种利用葛藤制备生物碳燃料的装置 |
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