CN1669917A - 一种物理法处理烟杆废弃物制活性炭的方法 - Google Patents
一种物理法处理烟杆废弃物制活性炭的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1669917A CN1669917A CN200510010669.XA CN200510010669A CN1669917A CN 1669917 A CN1669917 A CN 1669917A CN 200510010669 A CN200510010669 A CN 200510010669A CN 1669917 A CN1669917 A CN 1669917A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- activated carbon
- heating
- microwave radiation
- water vapour
- tobacco stalk
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 title claims abstract description 15
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 title claims abstract description 15
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims description 7
- 238000000053 physical method Methods 0.000 title abstract description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 11
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 abstract 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract 2
- 241000931526 Acer campestre Species 0.000 abstract 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 13
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 6
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 description 6
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 4
- 230000037452 priming Effects 0.000 description 4
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 4
- RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 3
- 230000007420 reactivation Effects 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 2
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
本发明涉及一种物理法处理烟杆废弃物制造活性炭的方法，将原料烟杆废弃物破碎后，入微波辐射装置中加热处理，控制辐射功率为2～60kW，进料速度为2～200kg/h，加热时间为2～15分钟，加热到720～730℃时通入水蒸气进行活化，水蒸气流量为50～600mL/min，活化2～5分钟，得到活性炭块，活性炭块冷却后经粉碎至粒度－200目，得到活性炭产品。本发明省去了酸洗和水洗两个工艺过程，微波辐射装置可连续进出料，进料速度可调节，辐射功率可调节，仅用4～20分钟即可完成加热和活化过程，缩短了反应时间，可获得高质量的活性炭产品。
Description
(一)技术领域：物理法制造活性炭领域、
(二)背景技术：活性炭已被广泛应用于国防、化工、石油、纺织、食品、医药、原子能工业、城市建设、环境保护以及人类生活的各个方面，随着我国经济的高速发展，活性炭的年需求量呈逐年上升的态势。
在活性炭的生产中，物理活化法生产活性炭是先把含碳原料预热、干燥和炭化，然后将气体活化剂-水蒸气、二氧化碳、氧气、空气、烟道气通过灼热的碳层，并与碳发生活化反应进行活化，活化后的物料经过酸洗和水洗，干燥后粉碎即制得活性炭产品。物理活化法的显著特征是有效克服了化学法污染严重(大气和水体)，有重金属残留影响产品质量等缺点。在物理活化法中又分为焖烧炉烟道气体活化法、机械耙动炉水蒸气活化法、沸腾炉水蒸气活化法和多管炉水蒸气活化法等，上述方法的活化温度都在850～1100℃，活化时间在120分钟以上，导致能耗和成本过高，因而开发出一种短流程、能耗低的活性炭制造方法显得尤为重要。
《云南化工》2003年第1期文章《水蒸气-微波法制备颗粒活性炭新工艺》，《黄金》2003年第7期文章《微波辐射水蒸气法制备提金活性炭的研究》，《林产化学与工业》2003年第3期《微波辐射烟杆水蒸气法制活性炭工艺研究》，这些文献中涉及的活性炭制造工艺都采用微波辐射作为热源，利用水蒸气为活化剂，分别以椰子壳、椰子壳炭化料和烟杆来制造活性炭的工艺，均为本申请人发表，文献所涉及的活性炭制造工艺尚处实验室水平，在上述工艺条件基础上做了进一步研究。
(三)发明的内容
本发明的目的是以烟杆废弃物为原料，以微波辐射为热源，通过控制进料速度和物料温度，调节活化时间和水蒸气流量，对原料进行活化处理，获得活性炭产品。
本发明是通过下面的技术方案实现的。
工艺流程图如图1所示。原料烟杆固体废弃物经粉碎机粉碎后，送入微波辐射装置中进行微波辐射加热，通入水蒸气活化处理，得到活性炭产品。
发明按以下步骤完成：
①原料烟杆废弃物破碎为长度5～10mm，直径3～5mm；
②破碎后的原料入微波辐射装置中加热处理，控制辐射功率为2～60kW，进料速度为2～200kg/h；加热时间为2～15分钟，加热到720～730℃时通入水蒸气进行活化，水蒸气流量为50～600mL/min，活化2～5分钟，得到活性炭块；
③活性炭块冷却至室温后经粉碎至粒度-200目，得到活性炭产品。
本发明的原理如下：
烟杆废弃物在加热过程中，大量挥发性物质被去除，留下了大部分不易挥发的碳，当通入水蒸气时，炭会发生氧化反应。通常认为，炭的氧化反应并不是在炭的整个表面都均匀地进行，而仅仅是在活性点即和水蒸气亲和力大的部位进行。
炭和水蒸气的反应如下式：
在传统加热过程中，吸收热量后的微晶端部或微晶平面上晶格缺损的部分等被认为是氧化反应的活性点，活性点数目很少，最多是比表面积的百分之几，同时在通入水蒸气后，由于物料温度的降低，活性点数目急剧降低，促使反应速度降低，导致活化反应时间的延长，为加快反应速度的进行，必须要将活化反应温度维持在850～1100℃；由于传统加热过程中，热量由表及里的进行，要得到较多的活性点，必须要将整个物料加热到850～1100℃，才能使反应进行得比较充分，这无疑浪费了大量的能量。而对于微波辐射加热，除微晶端部或微晶平面上晶格缺损的部分吸收微波辐射的能量作为活性点外，物料中会有多点吸收微波积聚能量成为活性点促使反应加速，大幅降低了活化反应时间，在微波场中，活性点与水蒸气反应后即形成孔隙，避免将整个物料加热，从而使反应温度降低到720～730℃；同时碳的损耗降低，在后续步骤中可以省去酸洗和水洗两个工艺过程。
本发明同公知技术相比较，具有以下优点：
①原料加热温度可控为720～730℃，有效降低活化温度130～380℃；
②省去了酸洗和水洗两个工艺过程；仅用4～20分钟即可完成加热和活化过程，缩短了反应时间；
③微波辐射装置可实现连续进出料，进料速度可调节；微波辐射功率可调节，
④活性炭产品的质量高，吸附性能强，碘吸附值和亚甲基蓝吸附值达到或超过了国家一级品标准，同时活性炭产品成本低。
(四)附图说明：图1是本发明工艺流程图
(五)具体实施方式：
实施例一
将取自云南玉溪地区的烟杆固体废弃物破碎成颗粒，其长度为5～8mm，直径为4～5mm；装入功率为60kW的微波辐射装置(辐射功率的输入连续可调，微波辐射装置可连续进出料)中加热，控制进料速度为200kg/h，辐射加热时间10min，温度达到725±3℃，通入水蒸气进行活化，水蒸气流量为480mL/min，活化时间为5min，得到活性炭经冷却至25℃后粉碎至-200目以下。活性炭的得率为24.73％，按国家标准(GB12496.1～22-1999)的要求对活性炭产品进行分析，主要质量指标-亚甲基蓝吸，附值为14mL/0.1g，碘吸附值为1108.37mg/g。
实施例二
将取自云南昭通地区的烟杆固体废弃物破碎成颗粒，其长度为8～10mm，直径为3～4mm，后装入功率为20kW的微波辐射装置(辐射功率的输入连续可调，微波辐射装置可连续进出料)中辐射8min，温度达到723±3℃，通入水蒸气进行活化，水蒸气流量为385mL/min，活化时间为4min，活化过程中调节微波辐射功率控制物料的温度在720～730℃，进料速度为80kg/h；物料取出冷却至25℃后粉碎至-200目以下。活性炭的得率为24.37，后按国家标准(GB12496.1～22-1999)的要求对活性炭产品进行分析，主要质量指标-亚甲基蓝吸附值为13mL/0.1g，碘吸附值为1082.37mg/g。而国家标准(GB/T13803.3-1999)中活性炭一级品的亚甲基蓝吸附值为9ml/0.1g，碘吸附值为1000mg/g。
实施例三
将取自云南玉溪地区的烟杆固体废弃物破碎成颗粒，其长度为5～7mm，直径为3～4mm；后装入功率为2kW的微波辐射装置中辐射12min，温度达到726±3℃，通入水蒸气进行活化，水蒸气流量为85mL/min，活化时间为3min，活化过程中调节微波辐射功率控制物料的温度在726±3℃，进料速度为3kg/h；物料取出冷却至25℃后粉碎至-200目以下。活性炭的得率为25.34％，后按国家标准(GB12496.1～22-1999)的要求对活性炭产品进行分析，主要质量指标-亚甲基蓝吸附值为14mL/0.1g，碘吸附值为1062.12mg/g。而国家标准(GB/T13803.3-1999)中活性炭一级品的亚甲基蓝吸附值为9ml/0.1g，碘吸附值为1000mg/g。
Claims (2)
1、一种物理法处理烟杆废弃物制造活性炭的方法，其特征是：发明按以下步骤完成：原料破碎为长度5～10mm，直径3～5mm，入微波辐射装置中加热处理，控制辐射功率为2～60kW，进料速度为2～200kg/h，加热时间为2～15分钟，加热到720～730℃时通入水蒸气进行活化，水蒸气流量为50～600mL/min，活化2～5分钟，得到活性炭块，活性炭块冷却后经粉碎至粒度-200目，得到活性炭产品。
2、根据权利要求1所述的物理法处理烟杆废弃物制造活性炭的方法，其特征是：微波辐射装置的功率输入连续可调，微波辐射装置连续进出料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB200510010669XA CN1298624C (zh) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | 一种物理法处理烟杆废弃物制活性炭的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB200510010669XA CN1298624C (zh) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | 一种物理法处理烟杆废弃物制活性炭的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1669917A true CN1669917A (zh) | 2005-09-21 |
| CN1298624C CN1298624C (zh) | 2007-02-07 |
Family
ID=35041394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB200510010669XA Expired - Fee Related CN1298624C (zh) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | 一种物理法处理烟杆废弃物制活性炭的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1298624C (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008022562A1 (fr) * | 2006-08-17 | 2008-02-28 | Dawei Zhang | Procédé de régénération destiné à un matériau filtrant et adsorbant utilisé dans le traitement des eaux |
| CN100396607C (zh) * | 2006-03-22 | 2008-06-25 | 楚雄烟叶复烤有限责任公司 | 烟梗活性碳生产制作方法及设备 |
| CN102205960A (zh) * | 2011-04-29 | 2011-10-05 | 河南省核力科技发展有限公司 | 超级电容器用活性炭电极材料的制备方法 |
| CN103303918A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-09-18 | 广西大学 | 利用水葫芦制备活性炭的方法 |
| WO2014077714A1 (en) | 2012-11-16 | 2014-05-22 | Politechnika Poznańska | Production of activated carbon from tobacco leaves by simultaneous carbonization and self-activation and the activated carbon thus obtained |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4331347B2 (ja) * | 1999-09-17 | 2009-09-16 | 株式会社日立製作所 | 活性炭のマイクロ波加熱方法及び制御装置 |
| CN1140449C (zh) * | 2002-01-21 | 2004-03-03 | 昆明理工大学 | 微波辐射烟杆固体废弃物制造活性炭的方法 |
-
2005
- 2005-02-28 CN CNB200510010669XA patent/CN1298624C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100396607C (zh) * | 2006-03-22 | 2008-06-25 | 楚雄烟叶复烤有限责任公司 | 烟梗活性碳生产制作方法及设备 |
| WO2008022562A1 (fr) * | 2006-08-17 | 2008-02-28 | Dawei Zhang | Procédé de régénération destiné à un matériau filtrant et adsorbant utilisé dans le traitement des eaux |
| CN102205960A (zh) * | 2011-04-29 | 2011-10-05 | 河南省核力科技发展有限公司 | 超级电容器用活性炭电极材料的制备方法 |
| CN102205960B (zh) * | 2011-04-29 | 2012-09-26 | 河南省核力科技发展有限公司 | 超级电容器用活性炭电极材料的制备方法 |
| WO2014077714A1 (en) | 2012-11-16 | 2014-05-22 | Politechnika Poznańska | Production of activated carbon from tobacco leaves by simultaneous carbonization and self-activation and the activated carbon thus obtained |
| CN103303918A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-09-18 | 广西大学 | 利用水葫芦制备活性炭的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1298624C (zh) | 2007-02-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Pal et al. | Low-cost biochar adsorbents prepared from date and delonix regia seeds for heavy metal sorption | |
| CN1298624C (zh) | 一种物理法处理烟杆废弃物制活性炭的方法 | |
| Hu et al. | Synergistic effects, gaseous products, and evolutions of NOx precursors during (co-) pyrolysis of textile dyeing sludge and bamboo residues | |
| CN101365655B (zh) | 膏状物料干燥方法和/或膏状物料干燥装置 | |
| CN101830461B (zh) | 粉状木质原料一步物理法制活性炭的方法及炭活化炉 | |
| CN101948110A (zh) | 一种废电路板塑料的回收制备活性炭方法 | |
| CN102659723B (zh) | 用高粗纤维植物农副产品制备糠醛的方法 | |
| H El-Gamal et al. | Comparison between properties of biochar produced by traditional and controlled pyrolysis | |
| CN1278930C (zh) | 一种生产中孔活性炭的方法 | |
| EP1843114A1 (en) | Dryer plant | |
| LU82740A1 (de) | Verfahren zur herstellung von stark aktivierten kohlenstoffhaltigen produkten | |
| WO2012048648A1 (zh) | 一种制造生物炭的装置 | |
| CN101700102A (zh) | 一种竹醋粉的制备方法 | |
| CN103265027A (zh) | 一种干馏炭化-瞬间活化连续式生产物理法活性炭的方法 | |
| Schwald et al. | Hydrothermolysis of cellulose under static and dynamic conditions at high temperatures | |
| CN105316068A (zh) | 一种用于室内取暖的保健型木炭 | |
| Banerjee et al. | Carbonisation of jute stick, an agricultural waste | |
| CN105883797A (zh) | 一种烟气内循环的氧化炭化***及方法 | |
| CN108262010A (zh) | 一种玉米秸秆生物炭及其吸附除草剂的用途 | |
| CN106497592A (zh) | 一种竹醋液的工业制作方法 | |
| CN102583370A (zh) | 一种旋转炉磷酸法活性炭生产工艺 | |
| CN102627278A (zh) | 水蒸气活化微波快速制取竹材废料活性炭及其制备方法 | |
| US20170183588A1 (en) | Process for converting a biomass into at least one biochar | |
| CN203803897U (zh) | 有机垃圾闷烧无害化减量处理*** | |
| AU6163100A (en) | Method and apparatus for reducing greenhouse gases |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20070207 Termination date: 20100228 |