CN110342510A - 一种玉米秸秆活性炭的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种玉米秸秆活性炭的制作方法。其特征在于：该方法以玉米秸秆为原料，并在原料颗粒中溶入碳酸氢钠溶液，利用碳酸氢钠遇热分解产生的二氧化碳气体和水蒸汽的这一特性的共同作用，改变活性炭的孔隙结构。具体步骤概括如下如下：1)玉米秸秆粉碎；2)碳酸氢钠水溶液配制；3)玉米秸秆颗粒在碳酸氢钠水溶液中浸泡及脱水、烘干；4)、然后用盘式制粒机进行挤压制粒；5)用连续式制碳机对秸秆颗粒进行碳化；6)、碳化后的炭粒经分级筛清选，输送至滚筒式蒸汽活化炉进行活化。用本发明的方法可以制造出活性、吸附性更强的改性活性炭，提高产品的附加值。

Description

一种玉米秸秆活性炭的制作方法
技术领域
本发明涉及一种玉米秸秆活性炭的制作方法。
背景技术
在现阶段，我国是人口大国，仍然是农业大国，每年作为农作物的副产品各类秸秆总量在十亿吨计，除去一部分作为燃料，一部分作为牲畜的饲料外，处理过剩的作物秸秆成为一项令人头疼的事情。在许多农业区域，尤其以玉米主产区，经常是采取付之一炬的原始办法处理农地上的秸秆，这不仅造成资源的浪费，还造成严重的环境问题。如何既能保护环境，又让种植户增收，成为农业科技的又一项课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种玉米秸秆活性炭的制作方法，本方法可以有效地吸纳过剩的玉米秸秆，又能提高产品的附加值、增加收入。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种玉米秸秆活性炭的制作方法，其特征在于：该方法以玉米秸秆为原料，采取溶入碳酸氢钠遇热分解产生的二氧化碳气体和水蒸气的共同作用，改变活性炭的孔隙结构，具体步骤如下：
把玉米秸秆用秸秆草粉碎机粉碎成0.3-0.5cm的秸秆粉，然后过筛去除大于0.5cm颗粒和小于0.3cm颗粒；
在摄氏18℃水中，配制浓度为15-20％碳酸氢钠水溶液足量；
把含水小于15％的玉米秸秆浸泡在15-20％碳酸氢钠水溶液中8小时，捞出脱水至小于40％，经烘干机45℃暖风烘干至含水小于10％；
然后用盘式制粒机进行挤压制粒，颗粒为圆柱状，直径为0.6-0.8cm，长度为0.8-1.2cm；
用连续式制碳机对秸秆颗粒进行碳化，用氮气保护碳化温度为370℃-450℃，碳化时间为25-30分钟；
碳化后的炭粒经分级筛清选，输送至滚筒式蒸汽活化炉进行活化，活化炉温度800℃-850℃，水蒸气温度控制在220℃-280℃，水蒸气用量为物料的1.5倍，活化时间为1.5小时。
本发明提供的一种玉米秸秆活性炭的制作方法，优点在于原料易于取得、分布广泛，制得活性、吸附性更强的改性活性炭，制造工艺相对简单，与普通活性炭比较还具有更好的吸收酸性气体的功能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
把2000千克玉米秸秆用秸秆草粉碎机粉碎成0.3-0.5cm的秸秆粉，然后过筛去除大于0.5cm颗粒和小于0.3cm颗粒，留下符合要求的秸秆粉料1920千克，平均分成两份，人工摊平于干燥通风的料场上，经常翻动，最终使其含水小于15％。
在带有搅拌桨、容积为三立方米的反应釜中注入1700千克的摄氏18℃水，逐步加入碳酸氢钠粉粒300千克，并不停搅拌，配制成浓度为15％碳酸氢钠-淀粉混合液，使其充分溶解，抽入1号储罐中待用。然后，在此反应釜中注入1600千克的摄氏18℃水，逐步加入碳酸氢钠粉粒400千克，并不停搅拌，配制成浓度为20％碳酸氢钠溶液，使其充分溶解后，抽入2号储罐中待用。
把上述经过自然风干的玉米秸秆粒料的一份，分批次浸泡在取自1号储罐15％碳酸氢钠溶液池中8小时，分批捞出脱水至小于40％，经烘干机45℃暖风烘干至含水小于10％，堆放于料场待用，称其为A料。把上述经过自然风干的玉米秸秆粒料的另一份，分批次浸泡在20％碳酸氢钠溶液中8小时，分批捞出脱水至小于40％，经烘干机45℃暖风烘干至含水小于10％，也堆放于料场待用，称其为B料。
用盘式制粒机对A料进行挤压造粒，颗粒为圆柱状，直径为0.6-0.8cm，长度为0.8-1.2cm，把全部颗粒摊平在料场中，再次自然风干至含水小于6％，称为A-1料。然后，用盘式制粒机对B料进行挤压造粒，颗粒为圆柱状，直径为0.6-0.8cm，长度为0.8-1.2cm，把全部颗粒摊平在料场中，再次自然风干至含水小于6％，称为B-1料，单独存放。
用连续式制碳机对秸秆颗粒A-1料进行通入氮气，在氮气保护下碳化，碳化温度为370℃-450℃碳化时间为25-30分钟，输送至滚筒式蒸汽活化炉进行活化，在氮气保护下活化炉温度800℃-850℃，水蒸气温度控制在220℃-280℃(饱和蒸汽压力0.23-0.45mPa)，水蒸气用量为物料的1.5倍，活化时间为1.5小时。碳化后的炭粒经冷却、筛选分级、装袋，并随机取小部分留测试样编号A-1-1。
再用连续式制碳机对秸秆颗粒B-1料进行通入氮气，在氮气保护下碳化，碳化温度为370℃-450℃碳化时间为25-30分钟，输送至滚筒式蒸汽活化炉进行活化，在氮气保护下活化炉温度800℃-850℃，水蒸气温度控制在220-280℃(饱和蒸汽压力0.23-0.45mPa)，水蒸气用量为物料的1.5倍，活化时间为1.5小时。碳化后的炭粒经冷却、筛选分级、装袋，并随机取小部分留测试样编号B-1-1。
在高温炭化过程中，碳酸氢钠遇到高温分解生成的二氧化碳和水蒸气，对炭粒孔隙增多、均匀分布起到提升和促进作用，提高了炭粒的有效吸附表面积。另外，碳酸氢钠分解生成的碳酸钠为碱性，对吸收酸性气体作用明显，如：硫化物气体、氮化物气体。
把编号A-1-1测试样和编号B-1-1测试样进行吸附性平行实验，实验结果如下：
试验编号 亚甲篮基吸附值/mg*g<sup>-1</sup> 碘吸附值/mg*g<sup>-1</sup> 得率
A-1-1 140 859 145％
B-1-1 142 853 143％
经过以上实验和数据分析，本发明所涉及一种玉米秸秆活性炭的制作方法，所得到的产品符合行业标准，达到了预期目的。

Claims (1)

1.一种玉米秸秆活性炭的制作方法，其特征在于该方法以玉米秸秆为原料，采取溶入碳酸氢钠遇热分解产生的二氧化碳气体和水蒸汽的共同作用，改变活性炭的孔隙结构，具体步骤如下：
1)把玉米秸秆用秸秆草粉碎机粉碎成0.3-0.5cm的秸秆粉，然后过筛去除大于0.5cm颗粒和小于0.3cm颗粒；
2)在摄氏18℃水中，配制浓度为15-20％碳酸氢钠水溶液足量；
3)把含水小于15％的玉米秸秆浸泡在15-20％碳酸氢钠水溶液中8小时，捞出脱水至小于40％，经烘干机45℃暖风烘干至含水小于10％；
4)然后用盘式制粒机进行挤压制粒，颗粒为圆柱状，直径为0.6-0.8cm，长度为0.8-1.2cm；
5)用连续式制碳机对秸秆颗粒进行碳化，用氮气保护碳化温度为370℃-450℃，碳化时间为25-30分钟；
6)碳化后的炭粒经分级筛清选，输送至滚筒式蒸汽活化炉进行活化，在氮气保护下活化炉温度800℃-850℃，水蒸气温度控制在220℃-280℃，水蒸气用量为物料的1.5倍，活化时间为1.5小时。
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