[发明专利]一种利用蔗渣生产活性炭的加工工艺

说明书

本发明公开了一种利用蔗渣生产活性炭的加工工艺，包括浸渍、炭化、活化、酸洗、干燥等步骤。本发明采用碱液进行活化甘蔗渣制备活性炭，反应激烈，活化温度较低、时间短，生产的活性炭孔非常多，生产成本较低，活性炭得率高，具有比表面积大、孔径小、吸附周期长、强度大、吸附能力强等优点；不仅解决了甘蔗渣废料污染环境和避免资源的浪费问题，还能减少资源浪费，变废为宝，保护生态环境，产品附加值高，提高蔗糖产业的社会和经济效益。

技术领域

本发明属于固体废弃物资源化处理技术领域，尤其涉及一种利用蔗渣生产活性炭的加工工艺。

背景技术

从1992年以来，广西成为我国种植、生产规模集中的糖料蔗生产区和食糖生产区，甘蔗种植面积与蔗糖产量均占全国60％以上，稳居全国第一。全国现有的4家食糖批发市场中3家在广西，广西成为全国名符其实的蔗糖主导省。目前，中国是世界第三大食糖生产国，广西作为中国最大的产糖省份，产糖量占全国总产量的63％，已经成为我国最重要的食糖基地。广西现在有1270万农民依靠种植原料甘蔗增加收入脱贫致富，甘蔗种植面积高达1529万亩，占全区耕地面积的1/3：产糖量达675.2万吨，占全国总产糖量的65.37％，广西区有2670多万农民种植甘蔗，为广西总人口的56.35％。据统计，每生产出1t的蔗糖就会产生约1-2t的蔗渣，而我国近几年蔗糖年产量在约1000万t左右，如得不到妥善处理，不仅资源得不到有效利用，还会造成环境污染。

甘蔗渣是草本植物甘蔗经提取蔗汁后的纤维性残渣，其主要成分为纤维素和木质素，其中纤维素和半纤维素分别占到32％-48％和19％-24％，木质素占约23％-32％，灰分约4％，其纤维长度约为0.65-2.17mm，宽度是21-28μm，比表面积大，是制备活性炭的理想材料。甘蔗渣是制糖业的主要副产物之一，也是糖业综合利用的重点项目之一。目前，很多甘蔗糖业国家、印度、泰国大都利用蔗渣作为燃料发电和造纸，广西制糖企业的蔗渣主要用于锅炉燃料和造纸，或者用作简单的燃料，使得甘蔗渣没有得到充分利用，其综合利用率不高，造成资源浪费，而且处理过程会产生大量的二氧化碳等有害物质，造成二次污染，不符合社会环境保护的要求。因此，如何将甘蔗渣进行高效资源化处理利用是蔗糖厂急需面对的难题。

活性炭是黑色粉末状或块状、颗粒状、蜂窝状的无定形碳，也有排列规整的晶体碳。活性炭是一种具有丰富孔隙结构和巨大比表面积的高表面碳质材料，由于其疏松多孔结构、大的比表面积、很高的表面活性和吸附能力而成为多功能吸附剂，广泛应用于生产、生活中。甘蔗渣由于其天然的疏松多孔结构，是制备生物质活性炭的良好原料。为了减轻甘蔗渣造成的环境污染及资源的浪费问题，人们用甘蔗渣制备出具有较多孔隙结构和极大比表面积的活性炭，将甘蔗渣制成活性炭不仅能够解决甘蔗渣废料污染问题，还能变废为宝，保护生态环境，提高蔗糖产业的经济效益。目前有相关文献公开采用蔗渣制备活性炭，例如：

1、专利申请CN201710606955.5，公开了一种利用甘蔗渣生产活性炭的方法，该方法包括如下步骤：(1)甘蔗渣用硝酸铁和氯化锌的混合水溶液浸渍；(2)将经步骤(1)处理的甘蔗渣在400～700℃下进行活化，得到活性炭。与现有技术相比，本发明的方法对设备要求低，生产成本低，活性炭得率高，吸附性能满足国家标准。

2、专利申请CN201710266775.7，公开了一种利用甘蔗渣制备活性炭的方法，将甘蔗渣烘干后破碎，然后加入到碳酸钠溶液中浸泡10-20h，烘干后的甘蔗渣与碳酸钠溶液的重量比为1:3-6；将浸泡后的甘蔗渣脱水，然后置于马弗炉中进行炭化处理，得到炭化物；将炭化物用盐酸酸洗，再水洗至中性，最后烘干并过筛，即得。该方法解决了甘蔗渣的再利用、避免资源的浪费和环境污染提供了有效途径，由其制备得到的活性炭可直接用于制糖工业，产品附加值高，可产生良好的社会和经济效益，并且本发明方法制备得的活性炭脱色能力强，稳定性好，强度高，安全无毒。

但是，现有技术甘蔗渣活性炭在使用过程中存在吸附周期短、强度低、吸附性能较差等种种问题，且活化所需温度较高，增加了处理成本，从而制约了甘蔗渣活性炭的使用。

发明内容