[发明专利]以天然生物质蚕沙为原料制备酸性气体吸附剂的方法

说明书

本发明涉及一种以天然生物质蚕沙为原料制备酸性气体吸附剂的方法，其特征在于，先将天然生物质蚕沙粉碎处理，再与碱土金属化合物混合，碳化，即完成。与现有技术相比，本发明既实现了天然生物质蚕沙的资源化利用，同时，制备的酸性气体吸附剂能对酸性气体进行物理吸附与化学吸附相结合等。

技术领域

本发明属于废弃物资源化利用与吸附剂制备技术领域，涉及一种以天然生物质蚕沙为原料制备酸性气体吸附剂的方法。

背景技术

工业革命以来，以煤、石油、天然气等化石燃料提供能源保障为基础发展经济的同时也随之引发了各种环境问题，其中酸性气体的排放如SO₂、CO₂等排放成为环境的主要污染源。空气中存在大量的SO₂、CO₂等酸性气体容易造成酸雨、全球气候变暖等危害，破坏生态系统，并且对人类以及动物的生命健康造成威胁。

因此，目前在过程废气管末处理端使用干式洗涤塔。在干式洗涤塔中，装填碱性吸附剂，当酸性气体由洗涤塔的底端进入时，会立即和里面的吸附剂发生反应，转化成无害而稳定的盐类，此方法的气体处理效率高，且仪器采购成本较低廉，因此开始为业界所使用。然而目前获得气体吸附剂的成本较高，吸附剂耗材的成本亦偏高；其次对于被处理流量也有限制，对于高浓度，高流量的气体操作成本过高，效果也不佳。在过程中产生的粉体等副产物可能会堵塞洗涤塔的桶子或管路。而且活性炭上的吸附属于物理吸附，其吸附容量在于活性炭的比表面积的大小，所以其吸附容量有限。虽然活性炭的价格低廉，但是在处理酸性气体使用上所衍生的问题也是不容易解决。

蚕沙，即蚕的排泄物，质轻，呈圆形，无异味，结构及功能特殊。在自然界中存在大量的蚕，并且蚕容易养殖，繁殖速度快，蚕沙便于收集，来源广泛。目前，蚕沙的处理方式一般有焚烧、丢弃、农业堆肥等。蚕沙废弃物直接焚烧或随意丢弃，不仅浪费资源而且容易产生有毒气体，污染环境。蚕沙倒入河中，使水源、田园及生活环境受到污染。传统堆肥发酵要通过定时定点收集、增加中间处理环节，加工处理成本高、时间长，还受市场销售影响，处理比例占蚕沙废弃物总量较小，不能有效快速安全处理大批量蚕沙废弃物。

目前，尚未发现将蚕沙应用于制备酸性气体吸附剂的技术文献公开。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种以天然生物质蚕沙为原料制备酸性气体吸附剂的方法，实现了蚕沙的资源化利用，同时，通过采用新型、廉价的碱性生物质介孔碳材料蚕沙作为原料，并增加其碱性粒子来代替传统的单一的活性炭吸附剂，不仅是物理吸附，并且还有化学吸附，对酸性气体的吸附效果优异。原料来源广泛，并且极大地缩小了生产成本，具有极高的产业化应用价值。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提出了一种以天然生物质蚕沙为原料制备酸性气体吸附剂的方法，先将天然生物质蚕沙粉碎处理，再与碱土金属化合物混合，碳化，即完成。

进一步的，粉碎处理的过程为：将天然生物质蚕沙在乙醇溶液下，机械球磨1-5h。

进一步的，与碱土金属化合物在乙醇溶液中超声混合后，还进行烘干处理，烘干条件为：用60℃～120℃的温度下烘6-12h。

进一步的，天然生物质蚕沙与碱土金属化合物的质量比为3-5:1，该碱土金属化合物的加入量使蚕沙的吸附性能有良好的提升。

进一步的，所述碱土金属化合物为氢氧化钙，碳酸钙或者草酸钙等，该金属能够更好地在乙醇溶液中和蚕沙混合起来。

进一步的，碳化处理过程为：先在420-450℃下，恒温处理1-3h，再在700-900℃温度下，恒温处理1-3h。更进一步的，碳化的升温过程为：在惰性气氛下以2～8℃/min的升温速率升温至420～450℃；然后以2～8℃/min的升温速率升温至700～900℃。惰性气体为氩气或氩气气氛。