[发明专利]一种制备糠醛联产活性炭的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及碳材料技术领域，尤其涉及一种制备糠醛联产活性炭的方法和设备。

背景技术

活性炭又称活性炭黑，是黑色粉末状或颗粒状的无定形碳。活性炭主成分除了碳以外还有氧、氢等元素。活性炭在结构上由于微晶碳是不规则排列，在交叉连接之间有细孔，在活化时会产生碳组织缺陷，因此它是一种多孔碳，堆积密度低，比表面积大。而且活性炭的炭粒中还有更细小的孔——毛细管。这种毛细管具有很强的吸附能力，由于炭粒的表面积很大，所以能与气体（杂质）充分接触。当这些气体（杂质）碰到毛细管被吸附，起净化作用。由于活性炭良好的吸附系能，其在现有技术中得到了广泛的应用，如在石化工业主要用于无碱脱臭、乙烯脱盐水、催化剂载体和水净化及污水处理；在电力行业主要用于电厂水质处理剂保护；在化工行业主要用于化工催化剂及载体、气体净化、溶剂回收及油脂等的脱色、静置；食品行业主要用于饮料、酒类、味精母液及食品的精制、脱色、提纯和除臭；在黄金工业主要用作黄金提取和尾液回收；在环保行业主要用于污水处理、废气及有害气体的治理、气体净化。

按照制造方法，活性炭可分为化学法活性炭、物理法活性炭、化学—物理法和物理—化学法活性炭。目前主要应用的是化学法制备活性炭，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。现有技术这种制备活性炭的方法具有较高的经济成本，且如煤这种原料具有不可再生性，不利于工艺的可持续发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备糠醛联产活性炭的方法和设备，本发明提供的方法具有巨大的经济效益。

本发明提供了一种制备糠醛联产活性炭的方法，包括以下步骤：

将生物质原料进行水解脱水，得到糠醛和糠醛渣；

将所述糠醛渣在催化剂的作用下进行炭化活化，得到活性炭。

优选的，所述催化剂为磷酸和/或氯化锌。

优选的，所述糠醛渣为过孔径为6目～16目的双层筛的糠醛渣颗粒。

优选的，所述糠醛渣的重量含水量为20wt%以下。

优选的，所述糠醛渣的绝干质量与所述催化剂的质量比为1:1.2～3.0:1。

优选的，所述将所述糠醛渣在催化剂的作用下进行炭化活化具体为：

将所述糠醛渣与催化剂混合，得到混合物料；

将所述混合物料进行炭化活化；

所述糠醛渣与催化剂混合的时间为5min～20min。

优选的，所述炭化活化的温度为450℃～500℃。

优选的，所述炭化活化的时间为40min～90min。

优选的，所述炭化活化后还包括以下步骤：

回收所述炭化活化得到活化料中的催化剂；

将所述回收后得到的炭进行洗涤、干燥和粉碎，得到活性炭。

本发明提供了一种制备糠醛联产活性炭的设备，包括生物质原料进料装置；

第一进料口与所述生物质原料进料装置的出料口相连的第一物料混合装置，所述第一物料混合装置上设置有第二进料口，用于进酸液；

进料口与所述第一物料混合装置出料口相连的糠醛反应器，所述糠醛反应器上设置有糠醛出料口和糠醛渣出料口；

进料口与所述糠醛反应器的糠醛出料口相连的糠醛精制装置；

第一进料口与所述糠醛反应器的糠醛渣出料口相连的第二物料混合装置；

出料口与所述第二物料混合装置的第二进料口相连的催化剂进料装置；

进料口与所述第二物料混合装置的出料口相连的炭化活化装置。

优选的，还包括进料口与所述糠醛渣反应器的糠醛渣出料口相连的糠醛渣进料装置，所述糠醛渣进料装置的出料口与所述第二物料混合装置的第一进料口相连；

所述糠醛渣进料装置包括糠醛渣储存装置；

进料口与所述糠醛渣储存装置的出料口相连的第一干燥装置；

进料口与所述第一干燥装置出料口相连的过滤装置。

优选的，所述过滤装置包括粉碎装置和过滤筛；

所述过滤筛为孔径为6目～16目的双层筛。

优选的，还包括进料口与所述炭化活化装置的出料口相连的催化剂回收装置，所述催化剂回收装置的第一出料口与所述第二物料混合装置的第三进料口相连；

进料口与所述催化剂回收装置的第二出料口相连的水洗装置；

进料口与所述水洗装置出料口相连的第二干燥装置；