CN110950336A - 一种使用柳木下脚料制备活性炭的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明主要涉及活性炭加工技术领域，公开了一种使用柳木下脚料制备活性炭的方法，包括：粉碎、一次活化、通电、二次活化、包装；本发明提供的使用柳木下脚料制备活性炭的方法，方法简单，制备过程中会浸泡任何酸碱成分，避免浸泡后进行清洗，节约水源，避免含有酸碱化学试剂的污水对环境造成污染，更加绿色环保，并且制备得到的活性炭孔径细密均匀，具有较强的吸附能力，进行吸附后经过活化处理可进行再次使用，能够保护能源，节约大量使用成本。
Description
技术领域
本发明主要涉及活性炭加工技术领域，尤其涉及一种使用柳木下脚料制备活性炭的方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高和审美观点的改变，人们对木制工艺品越来越青睐，木制工艺品包括木制品、柳编制品及藤编制品等，但是在工艺品的制备过程中不可避免的会产生大量柳木皮及柳木段等，但是目前产生的下脚料一般都是当做燃料进行燃烧，附加值较低，并且现在需要这种燃料的地方越来越少，就会导致大量下脚料的堆积，会对环境产生的一定的污染，特别是下雨后下脚料的浸泡液会向四周流去，更会对环境造成破坏，因此需要加强对柳木材料的利用，以促进变废为宝，提高下脚料的附加值。
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；吸附能力很强的炭，是把硬木、果壳、骨头等放在密闭的容器中烧成炭再增加其孔隙后制成的；可以用在防毒面具中用来过滤气体，工业上用来脱色、使溶液纯净，医药上用来吸收胃肠中的毒素、细菌或气体，因此活性炭的使用是非常广泛的，但是目前传统活性炭的制备方法中都是先加入化学活化剂进行处理，之后在加热的过程中再进行回收，过程繁琐，因此需要对活性炭的方法进行改善，以简化活性炭的制备方法，更加绿色环保。
现有专利文件CN109666492A公开一种活性炭的生产方法，具体公开了将原料置于流化床上，然后通入过热的非氧化气体，调节过热气体的速度，足以去除活性炭和挥发物，所述原料选自煤、城市固体废弃物、污水、木材废弃物、生物质、纸张、塑料、危险废弃物、焦油、沥青、活性污泥、橡胶轮胎和有机残留物中的至少一种；但是专利文件公开的内容不清楚，很难制备成吸附能力较强的活性炭，因此需要进一步改善活性炭的制备方法。
发明内容
为了弥补已有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种使用柳木下脚料制备活性炭的方法。
一种使用柳木下脚料制备活性炭的方法，包括以下步骤：
（1）粉碎：将柳木下脚料粉碎至粒径为3~5cm，使粒径均匀，利于后期加热活化处理，得粉碎料；
（2）一次活化：将粉碎料置于容器中，调节至真空状态，通入水蒸汽，以3~4℃/min的速度加热至470~500℃，保温40~50min，继续提高温度至640~680℃，保温90~120min，先加热至一定阶段后进行保温，进行充分加热，使粉碎料内外温度一致，再继续进行加热至更高温度，并进行保温，促进原料进行碳化，出现微孔结构，自然降至室温，得一次活化料；
（3）通电：向一次活化料均匀喷洒亚硒酸钠溶液，喷洒量为一次活化料重量的41~43%，再进行通电，保持30~40min，加快亚硒酸钠溶液渗入一次活化内部，使一次活化料产生瞬间高温，促进内部微孔的产生，得通电料；
（4）二次活化：将通电料进行粉碎，至粒径为4~6mm，调节至所述真空状态，以4~5℃/min的速度加热至530~570℃，保温60~80min，再继续加热至790~860℃，保温100~120min，加快亚硒酸钠溶液渗入一次活化内部，使一次活化料产生瞬间高温，促进内部微孔的产生，降温，得二次活化料；
（5）包装：对二次活化料进行收集、包装、检验，得柳木活性炭。
所述步骤（2）的真空，真空度为-52~-56kPa。
所述步骤（2）的水蒸汽，通入量为粉碎料体积的4~5倍。
所述步骤（3）的亚硒酸钠溶液，质量百分浓度为2~3%。
所述步骤（3）的通电，电压为220V，频率为50Hz。
所述步骤（4）的降温，为以2~3℃/min的速度降至室温。
所述使用柳木下脚料制备活性炭的方法制备得到的柳木活性炭。
本发明的优点是：本发明提供的使用柳木下脚料制备活性炭的方法，方法简单，制备过程中会浸泡任何酸碱成分，避免浸泡后进行清洗，节约水源，避免含有酸碱化学试剂的污水对环境造成污染，更加绿色环保，并且制备得到的活性炭孔径细密均匀，具有较强的吸附能力，进行吸附后经过活化处理可进行再次使用，能够保护能源，节约大量使用成本；本申请中先将柳木下脚料进行粉碎，使粒径均匀，利于后期加热活化处理；再将粉碎料置于容器内，调节真空，通入水蒸气，先加热至一定阶段后进行保温，进行充分加热，使粉碎料内外温度一致，再继续进行加热至更高温度，并进行保温，促进原料进行碳化，出现微孔结构；一次活化后均匀喷洒亚硒酸钠溶液，再进行通电处理，加快亚硒酸钠溶液渗入一次活化内部，使一次活化料产生瞬间高温，促进内部微孔的产生；通电后进行再次粉碎和二次活化处理，先快速加热至一定温度后进行保温，使原料在更高温度下受热均匀，之后继续进行加热，进一步提高活化温度，使亚硒酸钠与柳木原料中的金属离子结合形成盐，促进原料体积膨胀，进一步增加活性炭的微孔结构，增强活性炭的吸附和过滤效果，提高柳木下脚料的附加值。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图1为本发明一种使用柳木下脚料制备活性炭的方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明。
实施例1
一种使用柳木下脚料制备活性炭的方法，包括以下步骤：
将柳木下脚料粉碎至粒径为3~5cm，使粒径均匀，利于后期加热活化处理，得粉碎料；再将粉碎料置于容器中，调节至真空状态，真空度为-52kPa，通入水蒸汽，通入量为粉碎料体积的4倍，以3℃/min的速度加热至470℃，保温40min，继续提高温度至640℃，保温90min，先加热至一定阶段后进行保温，进行充分加热，使粉碎料内外温度一致，再继续进行加热至更高温度，并进行保温，促进原料进行碳化，出现微孔结构，自然降至室温，得一次活化料；再向一次活化料均匀喷洒质量百分浓度为2%的亚硒酸钠溶液，喷洒量为一次活化料重量的41%，再进行通电，电压为220V，频率为50Hz，保持30min，加快亚硒酸钠溶液渗入一次活化内部，使一次活化料产生瞬间高温，促进内部微孔的产生，得通电料；再将通电料进行粉碎，至粒径为4~6mm，调节至所述真空状态，以4℃/min的速度加热至530℃，保温60min，再继续加热至790℃，保温100min，加快亚硒酸钠溶液渗入一次活化内部，使一次活化料产生瞬间高温，促进内部微孔的产生，以2℃/min的速度降至室温，得二次活化料；再对二次活化料进行收集、包装、检验，得柳木活性炭。
实施例2
一种使用柳木下脚料制备活性炭的方法，包括以下步骤：
将柳木下脚料粉碎至粒径为3~5cm，使粒径均匀，利于后期加热活化处理，得粉碎料；再将粉碎料置于容器中，调节至真空状态，真空度为-54kPa，通入水蒸汽，通入量为粉碎料体积的4.5倍，以3.5℃/min的速度加热至485℃，保温45min，继续提高温度至660℃，保温105min，先加热至一定阶段后进行保温，进行充分加热，使粉碎料内外温度一致，再继续进行加热至更高温度，并进行保温，促进原料进行碳化，出现微孔结构，自然降至室温，得一次活化料；再向一次活化料均匀喷洒质量百分浓度为2.5%的亚硒酸钠溶液，喷洒量为一次活化料重量的42%，再进行通电，电压为220V，频率为50Hz，保持35min，加快亚硒酸钠溶液渗入一次活化内部，使一次活化料产生瞬间高温，促进内部微孔的产生，得通电料；再将通电料进行粉碎，至粒径为4~6mm，调节至所述真空状态，以4.5℃/min的速度加热至550℃，保温70min，再继续加热至825℃，保温100~120min，加快亚硒酸钠溶液渗入一次活化内部，使一次活化料产生瞬间高温，促进内部微孔的产生，以2.5℃/min的速度降至室温，得二次活化料；再对二次活化料进行收集、包装、检验，得柳木活性炭。
实施例3
一种使用柳木下脚料制备活性炭的方法，包括以下步骤：
将柳木下脚料粉碎至粒径为3~5cm，使粒径均匀，利于后期加热活化处理，得粉碎料；再将粉碎料置于容器中，调节至真空状态，真空度为-56kPa，通入水蒸汽，通入量为粉碎料体积的5倍，以4℃/min的速度加热至500℃，保温50min，继续提高温度至680℃，保温120min，先加热至一定阶段后进行保温，进行充分加热，使粉碎料内外温度一致，再继续进行加热至更高温度，并进行保温，促进原料进行碳化，出现微孔结构，自然降至室温，得一次活化料；再向一次活化料均匀喷洒质量百分浓度为3%的亚硒酸钠溶液，喷洒量为一次活化料重量的43%，再进行通电，电压为220V，频率为50Hz，保持40min，加快亚硒酸钠溶液渗入一次活化内部，使一次活化料产生瞬间高温，促进内部微孔的产生，得通电料；再将通电料进行粉碎，至粒径为4~6mm，调节至所述真空状态，以5℃/min的速度加热至570℃，保温80min，再继续加热至860℃，保温120min，加快亚硒酸钠溶液渗入一次活化内部，使一次活化料产生瞬间高温，促进内部微孔的产生，以3℃/min的速度降至室温，得二次活化料；再对二次活化料进行收集、包装、检验，得柳木活性炭。
对照组
专利文件CN109666492A公开一种活性炭的生产方法制备得到的活性炭。
活性炭的性能参数：
随机选择实施例和对照组的活性炭适量，按照GB/T2496.6-1999《木质活性炭试验方法强度的测定》测定各组活性炭的强度；按照GB/T2496.8-1999《木质活性炭试验方法碘吸附值的测定》测定各组活性炭的碘吸附能力；按照GB/T2496.10-1999《木质活性炭试验方法亚甲基蓝吸附值的测定》测定各组活性炭的亚甲基蓝吸附能力，每个试验重复3次，结果取平均值，活性炭的性能参数见表1。
表1：实施例和对比例脚气药的效果
从表1的结果表明，实施例的使用柳木下脚料制备活性炭的方法制备得到的柳木活性炭，强度、碘值及亚甲兰值指标明显高于对照组及标准值，说明本发明提供的使用柳木下脚料制备活性炭的方法制备得到的柳木活性炭具有很高的强度和吸附效果。
Claims (7)
1.一种使用柳木下脚料制备活性炭的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）粉碎：将柳木下脚料粉碎至粒径为3~5cm，得粉碎料；
（2）一次活化：将粉碎料置于容器中，调节至真空状态，通入水蒸汽，以3~4℃/min的速度加热至470~500℃，保温40~50min，继续提高温度至640~680℃，保温90~120min，自然降至室温，得一次活化料；
（3）通电：向一次活化料均匀喷洒亚硒酸钠溶液，喷洒量为一次活化料重量的41~43%，再进行通电，保持30~40min，得通电料；
（4）二次活化：将通电料进行粉碎，至粒径为4~6mm，调节至所述真空状态，以4~5℃/min的速度加热至530~570℃，保温60~80min，再继续加热至790~860℃，保温100~120min，降温，得二次活化料；
（5）包装：对二次活化料进行收集、包装、检验，得柳木活性炭。
2.根据权利要求1所述使用柳木下脚料制备活性炭的方法，其特征在于，所述步骤（2）的真空，真空度为-52~-56kPa。
3.根据权利要求1所述使用柳木下脚料制备活性炭的方法，其特征在于，所述步骤（2）的水蒸汽，通入量为粉碎料体积的4~5倍。
4.根据权利要求1所述使用柳木下脚料制备活性炭的方法，其特征在于，所述步骤（3）的亚硒酸钠溶液，质量百分浓度为2~3%。
5.根据权利要求1所述使用柳木下脚料制备活性炭的方法，其特征在于，所述步骤（3）的通电，电压为220V，频率为50Hz。
6.根据权利要求1所述使用柳木下脚料制备活性炭的方法，其特征在于，所述步骤（4）的降温，为以2~3℃/min的速度降至室温。
7.一种权利要求1~6任一项所述使用柳木下脚料制备活性炭的方法制备得到的柳木活性炭。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113651323A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-11-16 | 桂东县湘浙活性炭有限公司 | 木质活性炭的生产工艺 |
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2019
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