[发明专利]一种用烟秆制取成型活性炭的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用废弃烟杆为原料制取成型活性炭的方法。

背景技术

烟草作为一种重要的经济作物，产量颇大。据2007年中国统计年鉴，我国年产烟叶274万吨，烟叶和烟秆的产量比为1∶1，相应要产出274万吨烟秆。烟秆既不适宜作燃料，也不适宜秸杆还田作肥料，大量烟秆被丢弃或焚烧掉，严重污染大气环境。而利用烟秆制备活性炭材料，可以使烟秆得以较充分的利用，为高附加值利用这种废弃物提供了途径，并且活性炭材料本身是一种环境生态材料，废弃后会自然降解，不会对环境造成任何危害，在制备过程中，大量的碳得以残留，这于温室效应和环境保护无疑是有益的。

目前，已有的烟秆制备活性炭方法主要是采用氯化锌法和微波辐射法制造粉状或颗粒状活性炭。其中氯化锌法需盐酸洗涤，污染严重；微波辐射法因以微波辐射为热源，对设备要求较高，在规模化上存在困难。同时，虽然粉状活性炭因粒度细、外表面积大，具有吸附速度快的特点，但其同时存在再生困难，使用不方便的缺点，如在填充松散的粉状颗粒状活性炭的吸附过滤器中由于气流或水流的冲击作用易造成局部的“短路”或“阻塞”现象，影响吸附效果。而成型活性炭可以根据使用需要加工成不同形状，并且再生简便，同时由于成型后可以提高活性炭的密度，增加体积吸附量。

发明内容

本发明公开一种用烟秆制取成型活性炭的方法，其目的在于克服现有的氯化锌法用烟秆制取活性炭所造成的污染严重，用微波辐射法对设备要求高，规模化制取存在困难等弊端，本发明方法不仅可以制取活成型性炭，提高活性炭的密度，增加体积吸附量，而且工艺简单、成本低廉，对环境无污染，可规模化生产。

一种用烟秆制取成型活性炭的方法，其特征在于：

A)将粉碎至0.5-0.8mm的烟杆放入管式电阻炉中，在氮气保护下，以10℃/min的升温速度加热炭化，升至300-400℃，保温30-60min；

B)将炭化后的烟杆与KOH混合均匀，KOH/C为2-3.5，在氮气保护下，以5℃/min的升温速度加热活化，升至400℃，保温30min，然后以10℃/min的升温速度升至700-800℃，保温30-90min；

C)将活化好的样品从管式电阻炉中取出，用清水洗涤，得到粉状活性炭；然后将粉状活性炭与粘结剂及造孔活化剂混合；在10-15MPa压力条件下，压制成为直径3-5cm，厚0.4～0.7cm的圆饼状炭块；

D)将成型炭块放入管式电阻炉中，在氮气保护下，以5℃/min的升温速度升至800-850℃进行热处理，保温时间为30-60min，冷却后得到成型活性炭成品。

所述的粘结剂选用羧甲基纤维素钠或聚乙烯醇，造孔剂选用碳酸钙；粘结剂加入量为活性炭粉的10-30％，造孔剂的添加量为活性炭粉的5-15％。

在炭化及活化过程中主要发生以下反应：

4KOH+C→K₂CO₃+K₂O+2H₂

CaCO₃→CaO+CO₂

C+CO₂→2CO

本发明具有如下的优点：

1.本发明将烟杆进行一次炭化后，再与KOH进行混合后活化。以便于炭与KOH充分接触，提高活化效果，减少KOH用量。

2.本发明通过将用烟杆制取的粉状活性炭加入粘结剂及造孔剂后，模压成型并经热处理后制成成型活性炭。可以根据使用需要加工成不同形状，并且再生简便，同时由于成型后可以提高活性炭的密度，增加体积吸附量。

3.由于本发明采用了废弃烟杆作为活性炭的制备原料，充分利用废弃资源，具有较好的社会效益和经济效益。

4.本发明工艺简单、成本低廉，对环境无污染，可规模化生产。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似方法及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

一种用烟秆制取成型活性炭的方法，其工艺流程如图1所示。

实施例1

以云南省蒙自县产烟杆为原料。