CN101575097A - 废弃食用菌菌棒制备活性炭的方法 - Google Patents

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张东升
周建斌
邓丛静
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Forestry Industry Planning & Designing Institute Of State Forestry Administration
Nanjing Forestry University
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Abstract

本发明涉及的是废弃食用菌菌棒的处理与利用，公开了一种制备活性炭的新原料，本发明利用废弃食用菌菌棒制备活性炭的方法包括物理法和化学法。物理法是将废弃食用菌菌棒在450℃下炭化，然后在回转炉中通入一定量的水蒸气高温活化1～2h，经冷却、酸洗、水洗、干燥得活性炭；化学法是用不同浓度的磷酸浸渍废弃食用菌菌棒，使其刚好被润湿为止，然后炭活化1.5～2.5h，经冷却、漂洗、干燥得活性炭。优点：提供废弃食用菌菌棒高附加值、实现再利用。一方面能极大地改善日益严重环境污染问题，另一方面在一定程度上能提高人均收入，改善人民生活水平，也能更大程度的实现资源的优化配置。

Description

废弃食用菌菌棒制备活性炭的方法
技术领域
本发明涉及的是一种废弃食用菌菌棒制备活性炭的方法，属于废弃食用菌菌棒的处理与利用技术领域。
背景技术
目前，各类食用菌的种植均采用代料栽培，培养基使用后即受到污染，只有部分培养基经处理后可再利用。我国食用菌种类多、种植分布广、产量大，每年会产生大量废料，特别是老产区和规模生产区。这些废料如果不进行及时妥善的处理，将会给食用菌生产的发展来极大的隐患，轻则造成环境污染，重则导致病虫害大量蔓延与危害，造成严重减产甚至绝收。若将这一废料作为生物质能加以利用，符合当前我国节约型社会建设和环境与经济协调发展的需要。
发明内容
本发明提出的是一种废弃食用菌菌棒制备活性炭的方法，旨在提供废弃食用菌菌棒高附加值、实现再利用。
本发明的技术解决方案：该方法包括物理法或化学法，其中物理法包括如下工艺步骤：
a.将废弃食用菌菌棒粉碎至6～40目，除去机械杂质。
b.将混合均匀的废弃食用菌菌棒在450℃马福炉中炭化，炭化时间1～2h。
c.在水蒸气气氛下，以5～20℃/min的升温速度升温至800～950℃下进行活化，活化时间为1～2h。
d.经冷却至25℃后、用质量分数为5％的盐酸溶液浸洗20min后、水洗、干燥得活性炭。
优选的炭化温度450℃、炭化时间1.5小时。
优选了水蒸气气氛，升温速度10℃/min、活化温度850℃、活化时间1.5小时。
化学法包括如下工艺步骤：
a.将废弃食用菌菌棒粉碎至6～40目，除去机械杂质；
b.用浓度为35～45°Be′的磷酸溶液浸渍废弃食用菌菌棒，料液比为1∶2.4～3，使其刚好被润湿为止；
c.在活化炉中升温至400～600℃进行炭活化，炭活化时间为1.5～2.5h；
d.经冷却至25℃后、漂洗、干燥后含水率≤10％即得活性炭。
选用磷酸作为活化剂，优选磷酸浓度为38°Be′。
优选活化温度500℃、活化时间2h。
本发明的优点：目前各地都大力发展食用菌生产，种植食用菌之后，剩下来的食用菌菌棒目前还没有得到开发利用，当前食用菌菌棒只是部分的被用于农业肥料中，而还有一部分被废弃掉从而造成环境污染。由于食用菌菌棒大多是由木材加工而来，因此可以利用食用菌菌棒来生产活性炭，这种方法为废弃食用菌菌棒的利用开辟了一条新的途径，它使得食用菌菌棒这种低廉的产品成为了一种新型功能材料活性炭，使得食用菌菌棒真正得到了资源化利用，从而也促进了食用菌行业的发展。同时也进一步丰富了活性炭原料的种类，促进了活性炭产业的发展。
具体实施方式
下面给出实施例并对发明进一步说明。有必要在此指出的是以下实施例不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1
将废弃食用菌菌棒在马福炉中升温至450℃进行炭化，控制升温速度(5-10℃/min)，以便原料能炭化完全。将炭化料放在回转炉中进行活化，在水蒸气气氛下，以15℃/min的升温速度升温至800℃下进行活化，当温度达到活化温度800℃时，通入水蒸汽，继续活化1小时后，停止加热，待冷却至室温时，将500g的在800℃下活化的活化料和质量分数为5％的盐酸加入酸洗设备中，加入的盐酸量要浸没活化料层，进行酸洗约20min，酸洗后用自来水进行水洗洗去水溶性杂质，直至活化料中的杂质含量达到规定指标，然后对水洗后的活化料进行干燥(含水率≤10％)，干燥后即得活性炭。制备活性炭的碘吸附值为805.9mg/g、亚甲基蓝脱色率为120mg/g。
实施例2
将废弃食用菌菌棒在马福炉中升温至450℃进行炭化，控制升温速度(5-10℃/min)，以便原料能炭化完全。将炭化料放在回转炉中进行活化，在水蒸气气氛下，以10℃/min的升温速度升温至850℃下进行活化，当温度达到活化温度850℃时，通入水蒸汽，继续活化1.5小时后，停止加热，待冷却至室温时，将500g的在800℃下活化的活化料和质量分数为5％的盐酸加入酸洗设备中，加入的盐酸量要浸没活化料层，进行酸洗约20min，酸洗后用自来水进行水洗洗去水溶性杂质，直至活化料中的杂质含量达到规定指标，然后对水洗后的进行活化料干燥(含水率≤10％)，干燥后即得活性炭。制备活性炭的碘吸附值为915.4mg/g、亚甲基蓝脱色率为150mg/g。
实施例3
将废弃食用菌菌棒粉碎至6～40目，除去机械杂质，用浓度为40°Be′的磷酸溶液浸渍废弃食用菌菌棒，料液比为1∶2.6，使其刚好被润湿为止，然后在活化炉中升温至450℃进行炭活化，炭活化时间为2.5小时。经冷却至室温，然后用水洗直至物料的pH为中性为止同时对水洗后的溶液中的磷酸进行回收、然后对水洗的活性炭进行干燥，干燥后(含水率≤10％)即得到活性炭。制备活性炭的碘吸附值为886.3mg/g、亚甲基蓝脱色率为135mg/g。
实施例4
将废弃食用菌菌棒粉碎至6～40目，除去机械杂质，用浓度为38°Be′的磷酸溶液浸渍废弃食用菌菌棒，料液比为1∶3，，然后在活化炉中升温至500℃进行炭活化，炭活化时间为2小时。经冷却至室温，然后用水洗直至物料的pH为中性为止同时对水洗后的溶液中的磷酸进行回收，然后对水洗的活性炭进行干燥，干燥后(含水率≤10％)即得到活性炭。制备活性炭的碘值为1046.8mg/g、亚甲基蓝脱色率为165mg/g。
活性炭作为吸附剂通过测定其碘吸附值、亚甲基蓝脱色率来确定其最佳的工艺条件，即活化剂用量、固液比、活化温度及活化时间等影响因素。

Claims (5)

1、废弃食用菌菌棒制备活性炭的方法，其特征是该方法包括物理法或化学法，其中物理法包括如下工艺步骤：
a.将废弃食用菌菌棒粉碎至6目～40目，除去机械杂质；
b.将混合均匀的废弃食用菌菌棒在450℃马福炉中炭化，炭化时间1小时～2小时；
c.在水蒸气气氛下，以5℃～20℃/min的升温速度升温至800℃～950℃下进行活化，活化时间为1小时～2小时；
d.待活化后的炭料冷却至25℃时、用质量分数为5％的盐酸溶液浸洗20min后、经水洗、干燥后得到含水率≤10％得活性炭；
化学法包括如下工艺步骤：
a.将废弃食用菌菌棒粉碎至6目～40目，除去机械杂质；
b.用浓度为35°Be′～45° Be′的磷酸溶液浸渍废弃食用菌菌棒，料液比为1∶2.4～3，使其被润湿；
c.在活化炉中升温至400℃～600℃进行炭活化，炭活化时间为1.5～2.5小时；
d.活化后的炭料经冷却至25℃后，经漂洗、干燥后含水率≤10％即得活性炭。
2、根据权利要求1所述的废弃食用菌菌棒制备活性炭的方法，其特征是所述的物理法优选的炭化温度是450℃，炭化时间是1.5小时。
3、根据权利要求1所述的废弃食用菌菌棒制备活性炭的方法，其特征是所述的物理法优选的水蒸气气氛，升温速度10℃/min、活化温度850℃、活化时间1.5小时。
4、根据权利要求1所述的废弃食用菌菌棒制备活性炭的方法，其特征是所述的化学法选用磷酸作为活化剂，优选磷酸浓度为38° Be′。
5、根据权利要求1所述的废弃食用菌菌棒制备活性炭的方法，其特征是所述的化学法优选活化温度是500℃、活化时间2小时。
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