[发明专利]稻壳气化供热磷酸法活性炭清洁生产的方法

说明书

本发明提出的是稻壳气化供热磷酸法活性炭清洁生产的方法，包括稻壳气化供热工序及磷酸法活性炭生产工序，其中磷酸法活性炭生产工序包括①木屑的筛选和干燥；②木屑与磷酸混合搅拌，经回转炉炭化及活化；③洗涤回收高浓度磷酸，经锅炉烧热水漂洗；④离心脱水，干燥活性炭，经筛分、粉碎得到活性炭成品；稻壳气化供热工序生产稻壳气化炭和气化燃气；气化燃气燃烧供热步骤①干燥木屑、步骤②回转炉炭化及活化、步骤③热水锅炉和步骤④干燥活性炭。本发明在联产稻壳气化炭的同时实现了变废为宝，优劣互补，操作简单，原料易于取得，系统稳定，易于工业化推广，生产成本低，有显著的经济效益及环境效益。

技术领域

本发明涉及的是一种稻壳气化供热磷酸法活性炭清洁生产的方法，属于化工领域中的活性炭生产工艺领域。

背景技术

活性炭因其具有巨大的比表面积和发达的孔隙结构，使其具有极强的吸附性能，同时活性炭化学及物理性能十分稳定，一般情况下不溶解于强酸或强碱，在酸、碱性环境中仍能保持良好的稳定性和吸附性能，所以活性炭是迄今为止，在许多领域（军工、气及水处理等）尚未发现有成熟替代品的优良吸附剂。广泛应用于军工、发酵、生物制药业、合成化工业、环保产业等的脱色精制、除味提纯，采用活性炭净化处理工艺普遍存在效果好，作用快捷、操作简便、无副作用、价格低廉等优点。

水稻及其附加产品在我国的粮食生产中占有重要地位，平均年产量超过2亿吨，占我国粮食产量的40%。稻谷在生产加工后将产生大量稻壳，其质量约占稻谷总质量的20%，因此稻壳的年产量约4000万吨。随着生物质气化多联产技术的推广与应用，稻壳气化联产炭越来越受人们青睐（在无污染的条件下高效利用了农林废弃物稻壳，并且产生了具有附加值的稻壳气化炭、热燃气及液体肥料，同时又固定碳、硫、氮元素，减少了二氧化硫、氮氧化物和烟尘的排放，达到了清洁生产），气化产生的燃气常用于发电、供热、锅炉燃烧等。

以“林产三剩物”为原料加工的木质活性炭是我国重要的林产化工产品。目前，活性炭的制备方法多为化学活化法，由于氯化锌和盐酸不好回收，污水和烟气处理难度大，污染严重，目前已逐渐被现代化生产企业淘汰；而磷酸活化法的环境效益及经济效益较其他化学法好，因此成为制备活性炭的常用化学活化法。但传统的磷酸法活性炭生产过程中采用煤燃烧供热烘干木屑、供热回转炉、供热锅炉以及供热烘干活性炭，这样不仅浪费不可再生能源，而且煤燃烧时将产生污染较大的气体（1 kg煤燃烧时将排放约2.6 kg二氧化碳、排放约0.024kg二氧化硫、排放约0.007 kg氮氧化物）。

发明内容

本发明的目的在于克服现有磷酸法活性炭生产技术所存在的上述缺陷，提出一种稻壳气化供热磷酸法活性炭清洁生产的方法，实现变废为宝，优劣互补，从而达到经济效益、环境效益、活性炭品质较高等多赢的效果。

本发明的技术解决方案：稻壳气化供热磷酸法活性炭清洁生产的方法，包括稻壳气化供热工序及磷酸法活性炭生产工序，其中磷酸法活性炭生产工序包括以下步骤：

①木屑的筛选和干燥；其中筛选木屑的粒度为0.355～10mm，木屑干燥温度为100～120℃，干燥后木屑的含水量为7～16%；

②木屑与磷酸混合搅拌，经回转炉炭化及活化；其中磷酸浓度为42°Bé，木屑与磷酸混合搅拌时间为0.5～1h；回转炉炭化及活化采用2台回转炉，每台回转炉转率为3r/min，倾斜角度为2～4度，回转炉炉头温度为500～600℃，回转炉炉尾温度为140～160℃，回转80min出料；采用1台锅炉烧热水，当回收的磷酸含量小于1°Bé时，用温度为50～70℃的热水漂洗1～3次；

③洗涤回收高浓度磷酸，经锅炉烧热水漂洗；其中洗涤回收高浓度磷酸采用的稀酸梯度液的浓度分别为0°Bé、5～10°Bé、13～20°Bé及22～27°Bé，再次回收后浓度分别增加为5～10°Bé、13～20°Bé、22～27°Bé，36～39°Bé；回收的高浓度磷酸再次回用至步骤②的磷酸与木屑混合搅拌，利用率为88～92%；