[发明专利]沙柳枝木热解生产活性炭的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物质热解技术领域，特别是涉及一种沙柳平茬后枝木热解生产活性炭的方法。

背景技术

沙柳是我国防风固沙的优质沙生灌木，具有耐旱、耐寒、耐高温、耐沙漠、耐沙埋、抗风蚀、易繁殖、速生等特性。一般来说，沙柳灌丛贴地而生，丛生性强，分枝多，密度大，3年生沙柳枝条直径平均可达到2～3cm，高3m以上，沙柳枝条必须每3～4年平茬一次，第二年会发出更多新枝，否则会自然衰败而枯死。近年来由于国家加强治沙力度，实施了许多优惠政策，使人工种植沙柳的面积不断扩大。过去平茬后的沙柳枝木主要作为薪材被烧掉，大量的沙柳枝木燃烧后会造成资源严重浪费和环境污染。

目前沙柳平茬后枝木的利用主要集中在造纸、人造板等方面，然而，沙柳枝木组织致密、数量多是木材热解生产活性炭、木醋液、焦油及木煤气的理想原材料，迄今为止未见此方面的报道。

活性炭的内部孔隙物理结构、比表面积大小、吸附能力强弱与制备所用的原料、工艺及最终产品形状，具有密切关系。目前，如何解决活性炭原材料问题，限制盲目开采，对资源进行合理的保护，避免优质资源的浪费，突破单一原材料的限制，增加可持续利用资源的来源，成为活性炭生产领域急需解决的问题。

从产业化和商业角度而言，根据市场需要，选用合适的原料，确定科学合理的工艺，实现优良的性价比，是产业化的关键。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种沙柳枝木热解生产活性炭的方法，不仅解决了沙柳枝木开发利用的技术难点，而且充分利用废弃的沙柳枝木，扩大了活性炭来源的新途径。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的沙柳枝木热解生产活性炭的方法，其包括以下步骤：

a.将沙柳枝木去杂后，风干或烘干后粉碎；

b.将粉碎后的沙柳枝木放入回转炉中，在保护性气体下进行炭化；

c.炭化后通入气体活化剂进行活化；

d.将活化后的活性炭从回转炉中取出，经漂洗、筛选、检测后，进行包装，即得活性炭成品。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

较佳地，前述的沙柳枝木热解生产活性炭的方法，步骤b、c中在回转炉中进行炭化、活化的条件如下：第一阶段：升温速率1～15℃/min，温度范围0～1200℃；第二阶段：升温速率1～15℃/min，保温范围600～1200℃，保温时间1～6h；第三阶段：停止加热，启动降温程序。

较佳地，前述的沙柳枝木热解生产活性炭的方法，步骤b、c中回转炉内部的气体压力小于0.40MPa，转速为0.5～2.5rpm，倾炉角度为-2°～14°。

较佳地，前述的沙柳枝木热解生产活性炭的方法，步骤c中的气体活化剂为水蒸气或二氧化碳。

较佳地，前述的沙柳枝木热解生产活性炭的方法，其中，水蒸气的流量为1～80kg/h，CO₂的流量为15～90L/h。

较佳地，前述的沙柳枝木热解生产活性炭的方法，其采用以下设备进行生产：该设备包括：蒸汽发生装置、高温热解反应装置、集成式冷凝装置,以上各种设备依次相互连通；集成式冷凝装置中设有冷凝物收集器和不可冷凝气体收集器，且该不可冷凝气体收集器与该高温热解反应装置相通；其中，在进行活性炭生产时，将能够冷却的物质收集在冷凝物收集器中；将最终形成的不可冷凝气体，收集在不可冷凝气体收集器中，不可冷凝气体收集器中的一部分不可冷凝气体再送入回转炉中，作为炭活化过程中的保护性气体，另外一部分贮存在气罐中作为燃烧气。

较佳地，前述的沙柳枝木热解生产活性炭的方法，其中该冷凝物收集器上设有气阀，该冷凝物收集器经由洗气瓶与该不可冷凝气体收集器相连通；其中，在进行活性炭生产时，将该冷凝物收集器中产生的小部分废烟气通过气阀调控，经过洗气瓶处理后，进一步收集在该不可冷凝气体收集器中。

较佳地，前述的沙柳枝木热解生产活性炭的方法，其包括以下步骤：

A.原料准备和程序设定阶段：将处理好的沙柳枝木加入回转炉内，关闭加料口，设置回转炉的升温速率和温度范围；其中，第一阶段：升温速率1～15℃/min，温度范围0～1200℃；第二阶段：升温速率1～15℃/min，保温范围600～1200℃，保温时间1～6h；第三阶段：停止加热，启动降温程序；