CN105253885B - 一种废弃木炭粉的综合利用及活化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种废弃木炭粉的综合利用及活化方法，属于二次资源综合利用技术领域。首先将废弃木炭粉、核桃壳和松子壳经气化炉分别制气后的固体含碳产物干燥至水含量在5wt%以下，然后将气化产物破碎混合均匀得到混合物料；将得到的混合物料在磷酸或者氯化锌溶液中浸渍，将浸渍过的原料在80~120°C中干燥10~20h至水含量在10wt%以下；将物料在于500~800°C条件下通入水蒸气活化1.0~4.0h，活化完成后采用蒸馏水将活化后的物料清洗至洗涤溶液pH成中性，然后在80~120°C中干燥10~20h至水含量在5wt%以下得到活性炭，活性炭进行研磨筛分根据实际需求获得不同粒度的活性炭。本发明的目的在于将工业硅生产过程产生的大量木炭粉末和核桃壳和松子壳混合气化产物进行高附加值综合利用。

Description

一种废弃木炭粉的综合利用及活化方法
技术领域
本发明涉及一种废弃木炭粉的综合利用及活化方法，属于二次资源综合利用技术领域。
背景技术
工业硅生产主要原料是硅石和炭质还原剂。木炭因具有反应活性高及其高温条件下比电阻高等优点一直以来是工业硅生产的主体原料，那么木炭在运输及堆放过程中会产生大量的粉末，对于很多企业，木炭粉末均以散料方式投入矿热炉中参与工业硅冶炼，这不仅浪费了原料，而且降低了矿热炉中料层的透气性近而带来一系列工业硅冶炼过程的问题。据不完全统计，云南硅业公司一年因木炭运输及堆放产生的木炭粉末在3000吨左右，木炭粉末以废料堆放不仅占据了很大的工厂使用面积，在风吹雨淋中，木炭粉末被风刮走而产生大量粉尘污染了空气，被雨水冲刷流失造成大量损失。
核桃和松子是人们非常喜爱的两种食品，进而人们对核桃和松子的需求量在逐年增加。核桃壳（占核桃比重为20~25%）和松子壳（所占比重为10~15%）是去核桃仁和松子仁后的废弃物，这一废弃物的产量随着核桃和松子的产量呈现同步增加。核桃壳和松子壳作为生物制气是非常好的原料，根据某企业一吨原料制气后将产生300公斤左右的气化渣，气化渣的堆放与储存占据了很大空间，并且在堆放过程中经刮风下雨同上述的木炭粉末会造成严重的环境污染和资源浪费。
所以本发明的方法能将上述的废弃资源进行高附加值利用，即降低了原料成本，又解决了因废弃物堆放对环境的破坏是非常有意义的。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种废弃木炭粉的综合利用及活化方法。本发明的目的在于将工业硅生产过程产生的大量木炭粉末和核桃壳和松子壳混合气化产物进行高附加值综合利用，也解决废弃物堆存产生的生态环境污染问题，本发明通过下列技术方案实现。
一种废弃木炭粉的综合利用及活化方法，其具体步骤如下：
（1）首先将废弃木炭粉、核桃壳和松子壳经气化炉分别制气后的固体含碳产物在80~120°C条件下干燥10~30h至水含量在5wt%以下，然后将气化产物破碎至粒度均0.1~20mm，按照质量比为30~60：20~50：20~50混合均匀得到混合物料；
（2）将经步骤（1）得到的混合物料在磷酸或者氯化锌溶液中浸渍10~30h，将浸渍过的原料在80~120°C中干燥10~20h至水含量在10wt%以下；
（3）将经步骤（2）处理的物料在于500~800°C条件下通入水蒸气活化1.0~4.0h，活化完成后采用蒸馏水将活化后的物料清洗至洗涤溶液pH成中性，然后在80~120°C中干燥10~20h至水含量在5wt%以下得到活性炭，活性炭进行研磨筛分根据实际需求获得不同粒度的活性炭。
所述步骤（2）中磷酸或者氯化锌溶液中磷酸或者氯化锌浓度为0.5~2mol/L，混合物料和磷酸或者氯化锌溶液的固液比为0.03~1.00：1g/ml。
所述步骤（3）中水蒸气的流量为2.00~5.00ml/min。
本发明的有益效果是：该发明方法在于将工业硅生产过程产生的大量木炭粉末和核桃壳和松子壳混合气化产物进行干燥，粉碎至粒度在0.1~20mm以下；按照木炭粉末为50~60%，核桃壳和松子壳气化产物为40~50%进行均匀混合；将混料在浸渍液为磷酸或者氯化锌溶液中浸渍一段时间，干燥；然后在气氛炉中通水蒸气进行活化一段时间，即得到吸附性能很好的活性炭产品，该活性炭原料成本来源广泛、成本低、吸附性能好、生产工艺简单、容易实现工业化。
附图说明
图1是本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，该废弃木炭粉的综合利用及活化方法，其具体步骤如下：
（1）首先将废弃木炭粉、核桃壳和松子壳经气化炉分别制气后的固体含碳产物在80°C条件下干燥30h至水含量在5wt%以下，然后将气化产物破碎至粒度均0.1mm，按照质量比为60：20：20混合均匀得到混合物料；
（2）将经步骤（1）得到的混合物料在磷酸溶液中浸渍10h，将浸渍过的原料在80℃中干燥20h至水含量在10wt%以下；其中磷酸溶液中磷酸浓度为0.5mol/L，混合物料和磷酸溶液的固液比为0.03:1g/ml；
（3）将经步骤（2）处理的物料在于500℃条件下通入水蒸气活化4.0h，活化完成后采用蒸馏水将活化后的物料清洗至洗涤溶液pH成中性，然后在120°C中干燥10h至水含量在5wt%以下得到活性炭，活性炭进行研磨筛分根据实际需求获得不同粒度的活性炭，其中水蒸气流量为2.00ml/min。
实施例2
如图1所示，该废弃木炭粉的综合利用及活化方法，其具体步骤如下：
（1）首先将废弃木炭粉、核桃壳和松子壳经气化炉分别制气后的固体含碳产物在120℃条件下干燥10h至水含量在5wt%以下，然后将气化产物破碎至粒度均20mm，按照质量比为30：50：20混合均匀得到混合物料；
（2）将经步骤（1）得到的混合物料在氯化锌溶液中浸渍30h，将浸渍过的原料在120℃中干燥10h至水含量在10wt%以下；其中磷酸溶液中磷酸浓度为2mol/L，混合物料和氯化锌溶液的固液比为1.00：1g/ml；
（3）将经步骤（2）处理的物料在于800°C条件下通入水蒸气活化1.0h，活化完成后采用蒸馏水将活化后的物料清洗至洗涤溶液pH成中性，然后在80°C中干燥20h至水含量在5wt%以下得到活性炭，活性炭进行研磨筛分根据实际需求获得不同粒度的活性炭，其中水蒸气流量为5.00ml/min。
实施例3
如图1所示，该废弃木炭粉的综合利用及活化方法，其具体步骤如下：
（1）首先将废弃木炭粉、核桃壳和松子壳经气化炉分别制气后的固体含碳产物在100℃条件下干燥20h至水含量在5wt%以下，然后将气化产物破碎至粒度均10mm，按照质量比为30：20：50混合均匀得到混合物料；
（2）将经步骤（1）得到的混合物料在氯化锌溶液中浸渍20h，将浸渍过的原料在100℃中干燥15h至水含量在10wt%以下；其中磷酸溶液中磷酸浓度为1mol/L，混合物料和氯化锌溶液的固液比为0.50:1g/ml；
（3）将经步骤（2）处理的物料在于600℃条件下通入水蒸气活化2.0h，活化完成后采用蒸馏水将活化后的物料清洗至洗涤溶液pH成中性，然后在在100°C中干燥15h至水含量在5wt%以下得到活性炭，活性炭进行研磨筛分根据实际需求获得不同粒度的活性炭，其中水蒸气流量为3.50ml/min。
实施例4
如图1所示，该废弃木炭粉的综合利用及活化方法，其具体步骤如下：
（1）首先将废弃木炭粉、核桃壳和松子壳经气化炉分别制气后的固体含碳产物在100℃条件下干燥20h至水含量在5wt%以下，然后将气化产物破碎至粒度均10mm，按照质量比为40：20：40混合均匀得到混合物料；
（2）将经步骤（1）得到的混合物料在氯化锌溶液中浸渍20h，将浸渍过的原料在100℃中干燥15h至水含量在10wt%以下；其中磷酸溶液中磷酸浓度为1mol/L，混合物料和氯化锌溶液的固液比为0.50:1g/ml；
（3）将经步骤（2）处理的物料在于600℃条件下通入水蒸气活化2.0h，活化完成后采用蒸馏水将活化后的物料清洗至洗涤溶液pH成中性，然后在在100°C中干燥15h至水含量在5wt%以下得到活性炭，活性炭进行研磨筛分根据实际需求获得不同粒度的活性炭，其中水蒸气流量为3.50ml/min。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (3)

1.一种废弃木炭粉的综合利用及活化方法，其特征在于具体步骤如下：
（1）首先将废弃木炭粉、核桃壳和松子壳经气化炉分别制气后的固体含碳产物在80~120°C条件下干燥10~30h至水含量在5wt%以下，然后将气化产物破碎至粒度均0.1~20mm，按照质量比为30~60：20~50：20~50混合均匀得到混合物料；
（2）将经步骤（1）得到的混合物料在磷酸或者氯化锌溶液中浸渍10~30h，将浸渍过的原料在80~120°C中干燥10~20h至水含量在10wt%以下；
（3）将经步骤（2）处理的物料在于500~800°C条件下通入水蒸气活化1.0~4.0h，活化完成后采用蒸馏水将活化后的物料清洗至洗涤溶液pH成中性，然后在80~120°C中干燥10~20h至水含量在5wt%以下得到活性炭，活性炭进行研磨筛分根据实际需求获得不同粒度的活性炭。
2.根据权利要求1所述的废弃木炭粉的综合利用及活化方法，其特征在于：所述步骤（2）中磷酸或者氯化锌溶液中磷酸或者氯化锌浓度为0.5~2mol/L，混合物料和磷酸或者氯化锌溶液的固液比为0.03~1.00：1g/ml。
3.根据权利要求1所述的废弃木炭粉的综合利用及活化方法，其特征在于：所述步骤（3）中水蒸气的流量为2.00~5.00ml/min。
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