专利名称：一种用烟秆制取成型活性炭的方法
技术领域：
本发明涉及一种采用废弃烟杆为原料制取成型活性炭的方法。
背景技术：
烟草作为一种重要的经济作物，产量颇大。据2007年中国统计年鉴，我国年产烟叶274 万吨，烟叶和烟杆的产量比为1:1，相应要产出274万吨烟秆。烟秆既不适宜作燃料，也不适 宜秸杆还田作肥料，大量烟秆被丢弃或焚烧掉，严重污染大气环境。而利用烟秆制备活性炭 材料，可以使烟秆得以较充分的利用，为高附加值利用这种废弃物提供了途径，并且活性炭 材料本身是一种环境生态材料，废弃后会自然降解，不会对环境造成任何危害，在制备过程 中，大量的碳得以残留，这于温室效应和环境保护无疑是有益的。
目前，己有的烟秆制备活性炭方法主要是采用氯化锌法和微波辐射法制造粉状或颗粒状 活性炭。其中氯化锌法需盐酸洗涤，污染严重；微波辐射法因以微波辐射为热源，对设备要 求较高，在规模化上存在困难。同时，虽然粉状活性炭因粒度细、外表面积大，具有吸附速 度快的特点，但其同时存在再生困难，使用不方便的缺点，如在填充松散的粉状颗粒状活性 炭的吸附过滤器中由于气流或水流的冲击作用易造成局部的"短路"或"阻塞"现象，影响 吸附效果。而成型活性炭可以根据使用需要加工成不同形状，并且再生简便，同时由于成型 后可以提高活性炭的密度，增加体积吸附量。
发明内容
本发明公开一种用烟秆制取成型活性炭的方法，其目的在于克服现有的氯化锌法用烟秆 制取活性炭所造成的污染严重，用微波辐射法对设备要求高，规模化制取存在困难等弊端， 本发明方法不仅可以制取活成型性炭，提高活性炭的密度，增加体积吸附量，而且工艺简单、 成本低廉，对环境无污染，可规模化生产。
一种用烟秆制取成型活性炭的方法，其特征在于
A) 将粉碎至0.5-0.8mm的烟杆放入管式电阻炉中，在氮气保护下，以10'C/min的升温 速度加热炭化，升至300-40CTC，保温30-60min;
B) 将炭化后的烟杆与KOH混合均匀，KOH/C为2-3.5，在氮气保护下，以5'C/min的升 温速度加热活化，升至400。C,保温30min，然后以10°C/min的升温速度升至700-800°C，保温30-90min;
C) 将活化好的样品从管式电阻炉中取出，用清水洗涤，得到粉状活性炭；然后将粉状活 性炭与粘结剂及造孔活化剂混合；在10-15Mpa压力条件下，压制成为直径3-5cm，厚0.4 0.7cm的圆饼状炭块；
D) 将成型炭块放入管式电阻炉中，在氮气保护下，以5°C/min的升温速度升至800-850 。C进行热处理，保温时间为30-60min，冷却后得到成型活性炭成品。
所述的粘结剂可选用羧甲基纤维素钠或聚乙烯醇，造孔剂选用碳酸钙；粘结剂加入量为 活性炭粉的10-30%，造孔剂的添加量为活性炭粉的5-15%。 在炭化及活化过程中主要发生以下反应 4K0H + C — K2C03 + K20 + 2H2 CaC03 — CaO + C02 C+C02 — 2CO
本发明具有如下的优点
1. 本发明将烟杆进行一次炭化后，再与KOH进行混合后活化。以便于炭与KOH充分接 触，提高活化效果，减少KOH用量。
2. 本发明通过将用烟杆制取的粉状活性炭加入粘结剂及造孔剂后，模压成型并经热处理 后制成成型活性炭。可以根据使用需要加工成不同形状，并且再生简便，同时由于成型后可 以提高活性炭的密度，增加体积吸附量。
3. 由于本发明采用了废弃烟杆作为活性炭的制备原料，充分利用废弃资源，具有较好的 社会效益和经济效益。
4. 本发明工艺简单、成本低廉，对环境无污染，可规模化生产。
图1为本发明的工艺流程图
具体实施例方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一歩详细描述，但本实施例并不用于限制本发明， 凡是采用本发明的相似方法及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。 一种用烟秆制取成型活性炭的方法，其工艺流程如图1所示。实施例1
以云南省蒙自县产烟杆为原料。
将100g上述烟杆原料粉碎至0.5-0.8mm后，加入到管式电阻炉中，在氮气保护下，以10 。C/min的升温速度加热炭化，升至300-400'C，保温30-60min;将炭化后的烟杆与KOH混合 均匀，KOH/C为2-3.5，在氮气保护下，以5'C/min的升温速度加热活化，升至400'C，保温 30min，然后以10'C/min的升温速度升至700-800'C，保温30-卯min;将活化好的样品用清水 洗涤，得到粉状活性炭；然后将粉状活性炭与10-30%的羧甲基纤维素钠，及5-15%的碳酸钙 造孔剂混合，在10-15Mpa压力条件下，压制成为直径3-5cm，厚0.4 0.7cm的圆饼状炭块； 将成型炭块放入管式电阻炉中，在氮气保护下，以5'C/min的升温速度升至800-85(TC进行热 处理，保温时间为30-60min，冷却后得到成型活性炭成品。按照GB12496.1 22-1999的要求 进行分析，碘吸附值为1185.28mg/g。，产品能达到GB/T13803.2-1999标准中活性炭一级品的 标准，渗透速率为6.9585 mL cnf2 m" s" Pa"。 实施例2
以云南省弥勒县产烟杆为原料。
将100g上述烟杆原料粉碎至0.5-0.8mm后，加入到管式电阻炉中，在氮气保护下，以10 °C/min的升温速度加热炭化，升至300-400°C ，保温30-60min;将炭化后的烟杆与KOH混合 均匀，KOH/C为2-3.5，在氮气保护下，以5°C/min的升温速度加热活化，升至400'C，保温 30min，然后以10'C/min的升温速度升至700-80(TC，保温30-90min;将活化好的样品用清水 洗涤，得到粉状活性炭；然后将粉状活性炭与10-30%的聚乙烯醇，及5-15%的碳酸钙造孔剂 混合，在10-15Mpa压力条件下，压制成为直径3-5cm，厚0.4 0.7cm的圆饼状炭块；将成型 炭块放入管式电阻炉中，在氮气保护下，以5'C/min的升温速度升至800-850'C进行热处理， 保温时间为30-60min，冷却后得到成型活性炭成品。按照GB12496.1 22-1999的要求进行分 析，碘吸附值为1059.12mg/g。，产品能达到GB/T13803.2-1999标准中活性炭一级品的标准， 渗透速率为6.1243 mL cnf2 m" s—1 Pa"。
权利要求
1.一种用烟秆制取成型活性炭的方法，其特征在于A)将粉碎至0.5-0.8mm的烟杆放入管式电阻炉中，在氮气保护下，以10℃/min的升温速度加热炭化，升至300-400℃，保温30-60min；B)将炭化后的烟杆与KOH混合均匀，KOH/C为2-3.5，在氮气保护下，以5℃/min的升温速度加热活化，升至400℃，保温30min，然后以10℃/min的升温速度升至700-800℃，保温30-90min；C)将活化好的样品从管式电阻炉中取出，用清水洗涤，得到粉状活性炭；然后将粉状活性炭与粘结剂及造孔活化剂混合；在10-15Mpa压力条件下，压制成为直径3-5cm，厚0.4～0.7cm的圆饼状炭块；D)将成型炭块放入管式电阻炉中，在氮气保护下，以5℃/min的升温速度升至800-850℃进行热处理，保温时间为30-60min，冷却后得到成型活性炭成品。
2. 根据权利要求1所述的一种用烟杆制取成型活性炭的方法，其特征在于所述的粘结剂可 选用羧甲基纤维素钠或聚乙烯醇，造孔剂选用碳酸钙；粘结剂加入量为活性炭粉的10-30%， 造孔剂的添加量为活性炭粉的5-15%。
全文摘要
一种用烟秆制取成型活性炭的方法，将烟杆粉碎至0.5-0.8mm，在氮气保护下，以10℃/min的升温速度加热炭化，升至300-400℃，保温30-60min；将炭化后的烟杆与KOH混合均匀，在氮气保护下，以5℃/min的升温速度升至400℃，保温30min，然后以10℃/min的升温速度升至700-800℃，保温30-90min；将活化好的样品用清水洗涤，得到粉状活性炭；将粉状活性炭与粘结剂及造孔活化剂混合；在10-15MPa压力下压制成型，放入管式电阻炉中，在氮气保护下，以5℃/min的升温速度升至800-850℃，保温时间为30-60min，冷却后得到成型活性炭成品。
文档编号C01B31/00GK101407323SQ20081004298
公开日2009年4月15日 申请日期2008年9月16日 优先权日2008年9月16日
发明者张承龙 申请人:上海第二工业大学