[发明专利]活性炭的制备方法及活性炭

说明书

本发明公开了一种活性炭的制备方法及活性炭。该制备方法包括如下步骤:(1)将含水率≤10wt％的污泥颗粒和农林废弃物颗粒干混，得到第一混合物；将第一混合物、粘结剂和水湿混，得到第二混合物；其中，基于第二混合物，污泥颗粒的用量为40～60wt％，农林废弃物颗粒的用量为15～30wt％，粘结剂的用量为10～30wt％，水的用量为3～20wt％；(2)将第二混合物制成复合污泥颗粒，将复合污泥颗粒陈化脱水，得到陈化后的复合污泥颗粒；(3)将陈化后的复合污泥颗粒炭化，得到原料碳和热解气；将原料碳在水蒸汽的存在下活化80～250min，然后冷却得到活性炭。本发明方法所得到的活性炭碘吸附值高。

技术领域

本发明涉及一种活性炭的制备方法及活性炭。

背景技术

污泥是污水处理的衍生品，通常含有病原微生物、寄生虫卵、有害重金属以及大量难降解物质，如果处理不彻底会对环境造成二次污染。污泥的处理处置是指污泥经单元工艺组合处理，达到“减量化、稳定化、无害化、资源化”目的的全过程。其中，污泥处理的工艺包括污泥浓缩、消化、脱水、堆肥和干化等过程，污泥处置是将经处理后的污泥或污泥产品以自然或人工方式使其能够达到长时间稳定并对生态环境无不良影响的最终消纳方式，污泥处置主要包括填埋、焚烧、土地利用及建材利用、制活性炭吸附剂等。污泥填埋需占用土地面积大，渗滤液很容易进入地表水和地下水，造成水体污染；污泥焚烧过程则会产生粉尘、二恶英、酸性气体等大气污染物会再次对环境造成污染；污泥的土地利用主要包括污泥农用，如果大量施用污泥很可能导致重金属累积超标等问题；污泥的建材利用主要是将污泥应用于制作砖体、水泥、陶粒等材料，需要建设复杂昂贵的生产系统。

CN102530941A公开了一种污泥基活性炭的制备方法。该方法包括如下步骤：将污泥干燥至含水率10％以下，研磨、过筛，保留颗粒直径范围为20～100目的污泥颗粒；将农作物秸秆或花生壳干燥至含水率10％以下，称取10～50％的干燥后样品添加到污泥颗粒中，再将此污泥颗粒与3～5mol/L的活化剂溶液按质量比为1:1～1:4混合，于常温下浸渍12～24h，之后干燥至恒重，得到活化污泥颗粒，所述活化剂为氯化锌、氢氧化钾或碳酸钾中的一种；以氮气作为保护气，将活化污泥颗粒以10～20℃/min的升温速率升温至450～650℃保温30～90min后，冷却至常温，而后依次用盐酸和70～80℃的蒸馏水洗涤，烘干，得到污泥活性炭。该方法需要用到化学活化剂，增加了成本且会造成污染。

CN111453727A公开了一种污泥-秸秆复合生物质活性炭的制备方法。该方法包括如下步骤：以城市污泥为主原料、工业废弃物为辅料、木焦油为粘结剂充分混捏后进行造粒、烘干，得到污泥-秸秆复合颗粒；将污泥-秸秆复合颗粒送入炭化炉中，在无氧或限氧条件下，同时炭化和活化，得到产物污泥基生物质活性炭与热解气，其中污泥基生物质活性炭冷却后包装；热解气经除尘、净化后，得到木焦油、木醋液和不凝气体，其中，凝气体返回炭化炉作为燃料，木醋液部分返回喷入炭化炉中作为活化剂，木焦油则作为造粒原料循环使用。该方法所得到的活性炭吸附能力较差。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种活性炭的制备方法，该方法所得到的活性炭碘吸附值高。进一步地，该方法得到的活性炭具有较高的强度。本发明的另一个目的在于提供一种活性碳。

上述技术目的通过如下技术方案实现。

本发明提供一种活性炭的制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)将含水率≤10wt％的污泥颗粒和农林废弃物颗粒干混，得到第一混合物；将第一混合物、粘结剂和水湿混，得到第二混合物；其中，基于第二混合物，污泥颗粒的用量为40～60wt％，农林废弃物颗粒的用量为15～30wt％，粘结剂的用量为10～30wt％，水的用量为3～20wt％；

(2)将第二混合物制成复合污泥颗粒，将复合污泥颗粒陈化脱水，得到陈化后的复合污泥颗粒；

(3)将陈化后的复合污泥颗粒炭化，得到原料碳和热解气；将原料碳在水蒸汽的存在下活化80～250min，然后冷却得到活性炭。