[发明专利]一种生物质炭基活性焦及其制备方法

说明书

本发明公开了一种生物质炭基活性焦及其制备方法。该活性焦的制备方法包括如下步骤：生物质炭经破碎、粉磨及干燥，获得一定含水率的生物质炭粉；将所述生物质炭粉与黏合剂混合均匀得到混合料；通过压力成型机将所述混合料压制得活性焦坯体；在无氧或低氧环境下，将所述活性焦坯体经炭化、冷却后得到活性焦。本发明具有工艺简单、成本低、能耗小，且活性焦产品具有高强度、低灰分、高吸附性、优良的脱硫脱硝效果等特点。

技术领域

本发明属于活性焦技术领域，特别是涉及一种生物质炭基活性焦及其制备方法。

背景技术

活性炭是一种优良的多孔吸附材料，具有独特的孔结构和吸附性能，广泛应用于水质净化、废气处理和催化剂生产等过程，但活性炭价格昂贵、机械强度低。

与活性炭相比，活性焦克服了活性炭价格高、机械强度低、易粉碎的缺点，具有良好的吸附和催化性能，化学性能稳定，而且能够再生，可重复利用，在废水处理、大气污染治理等领域，用活性焦代替活性炭，具有更实际的意义。

传统活性焦的制备方法是以煤为原料，通过磨粉、使用煤焦油、木焦油、各类沥青等作为黏合剂，混合后经成型、炭化、活化、改性等一系列工艺而成。由于使用煤为原料。工艺过程中的炭化、活化工艺所需时间较长，原料种类较多、设备结构复杂，因而能耗和成本较高；原煤中含有的N、S等元素是造成环境污染的主要来源，并且煤作为不可再生能源，将面临着枯竭等问题。

生物质炭是生物质材料在缺氧或限氧条件下，经高温热解产生的富含碳素、高度芳香化的一类物质。生物质经适宜的炭化，可制备煤炭的替代品，相比未炭化的生物质，生物质炭的能量密度大幅度提高；与煤相比，生物质炭通常含有很低的灰分，氮、硫元素含量少；由于生物质生长过程中吸收的CO₂与其燃烧利用中排放的CO₂是相等的，在CO₂总量上实现了零排放；因其具有pH值高、比表面积大、孔隙发达、含碳量高、稳定性高等特点，因此生物质炭是替代煤炭制备活性焦的理想原料。

目前，利用生物质炭制备活性焦的方法尚未报道，本发明采用特定的工艺方法，制备得到了高性能的活性焦产品，填补了利用生物质炭制备活性焦的技术空白。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物质炭基活性焦及其制备方法。本发明具有工艺简单、成本低、能耗小，且活性焦产品强度高、灰分含量低、吸附性高及脱硫脱硝效率高等优点。

为了达到上述的目的，本发明采取以下技术方案：

一种生物质炭基活性焦的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：生物质炭经破碎、粉磨及干燥，获得一定含水率的生物质炭粉；

步骤二：将步骤一所述生物质炭粉与黏合剂混合均匀得到混合料；

步骤三：通过压力成型机将步骤二所述混合料压制得活性焦坯体；

步骤四：在无氧或低氧环境下，将步骤三所述活性焦坯体经炭化、冷却后得到活性焦。

进一步的，所述的生物质炭是农林业加工剩余物或禽畜粪便通过生物质干馏技术得到的；所述生物质炭包括木炭、花生壳炭、椰壳炭、玉米芯炭、秸秆炭、竹炭和禽畜粪便生物质炭中的一种或多种。

进一步的，所述对生物质炭进行破碎和粉磨，具体是指将生物质炭破碎及粉磨至粒度≤5mm。

进一步的，在所述对生物质炭进行破碎和粉磨步骤之前，先对所述生物质炭进行干燥，或者在所述对生物质炭进行破碎和粉磨步骤之后，对所述生物质炭粉进行干燥；最终生物质炭粉的含水率≤30％。

进一步的，所述黏合剂包括有机黏合剂和/或无机黏合剂；优选的，所述黏合剂包括煤焦油、木焦油、沥青、酚醛树脂、糠醛树脂、聚丙烯酸钠、木质素、木质素磺酸盐、海藻酸盐、水玻璃、黄原胶、阿拉伯胶、黄糊精、纤维素类及淀粉类中的一种或多种。