一种以核桃壳为原料制备活性炭的方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种以核桃壳为原料制备活性炭的方法及应用。本发明专利技术以核桃壳为原料，采用真空热解法经粉碎、干燥、炭化、膨化活化、冷却、出料筛分等工序制备出活性炭，将获得的活性炭作为微生物肥载体应用。本发明专利技术的优点是生产周期短、反应温度低、生产成本低、能耗低、不产生环境污染，作为微生物肥载体在农业中应用中能改善土壤团粒结构、减少土壤板结、增强土壤蓄水性，起到固氮缓释肥料、减少肥料用量和腐熟农作物秸杆作用。

【技术实现步骤摘要】
—种以核桃壳为原料制备活性炭的方法及应用
本专利技术涉及活性炭制备领域，特别涉及一种用核桃壳制备活性炭的方法和以获得的活性炭作为微生物肥载体的应用。
技术介绍
目如国内活性炭生广制造工艺存在着闻污染、闻能耗、闻成本等诸多缺陷，严重制约了活性炭行业的发展和产品的应用，而且生产活性炭的有机资源如木屑、果壳、果核等资源分部地域广，如不能加以利用不但造成了资源浪费还形成了环境污染。以核桃为例，近年来许多企业为方便消费者食用，预先将核桃破壳取出核桃仁，然后将核桃仁炒制加工后再销售，由此产生了大量的核桃硬壳。这些硬壳质地硬密，不易腐烂，堆放野外容易污染环境，目前基本都是采用焚烧的方式进行处理。虽然在部分技术文献中给出了一些利用核桃壳制备活性炭的方法，这些制备方法主要以化学活化法和物理活化法为主。化学活化法是将原料与化学药品以一定比例混合、浸溃一段时间后，在惰性气体的保护下将炭化和活化同时进行的一种制备方式，常用的活化剂多为强碱和强酸，这种方法操作时有一定危险，产生的废液很难重复使用，环境污染严重且工艺繁复。而物理活化法是将原料先进行600~800°C左右高温炭化后，再在600~1200°C左右下对炭化物进行活化，这种方法反应温度高，活化时间长，一般在几十小时以上，且设备投资大、能耗高。因此提供一种无污染、低能耗、生产成本低、投资少的活性炭生产技术，已经是当前科技环保型市场经济发展亟待解决的技术问题。另外，目前使用活性炭作为微生物肥载体未见报道。将以活性炭为载体的微生物肥用于农业花卉、大棚蔬菜、水果等经济作物和农业大田使用，在农业经济作物优良品种培育、绿色农业产品发展方面有广阔的市场和应用前景。微生物肥常见载体有牛粪、粉碎的农作物秸杆、稻壳等，这些载体都存在菌肥保存时间短以及杂菌多、杂土杂物成分及有害物质多等情况，严重影响菌体的存活和繁殖。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种无污染、低能耗、生产成本低、投资少的用核桃壳制备活性炭方法和以获得的活性炭作为微生物肥载体的应用。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是: 一种以核桃壳为原料制备活性炭的方法，该方法包括以下步骤: a)粉碎:将核桃壳清洗风干后，粉碎筛分成I~2mm粒径的颗粒； b)干燥:将步骤a)中的核桃壳颗粒在600mmHg真空负压条件下,于反应炉内在持续搅拌中升温至120°C，干燥I~2小时； c)炭化:当核桃壳颗粒的含水量<5%时,在600mmHg真空负压条件下,继续升温至400~450°C炭化4~6小时；d)膨化、活化:在400~450°C和600mmHg真空负压条件下，至少分三次充入总量为280Kpa~330Kpa的3m3水蒸汽对步骤c)制成的原料进行膨化、活化，其中每次充入容积为Im3的水蒸汽后停止充汽，当炉压下降至600mmHg真空负压时再次充入水蒸汽； e)冷却:当d)步骤中最后一次充入水蒸汽结束、且炉压下降至600mmHg真空负压时冷却降温； f)出料筛分:当炉内温度降至60°C时出料，筛分获得0.2~1.2_粒径的活性炭成品。上述步骤中，步骤b)的初始升温速率控制在0.50C /min,当升温到60°C时，升温速率调整为l°c /min，步骤C)的升温速率控制在1°C /min ;将步骤b)、步骤c)中加热产生的气体导入燃烧器为反应炉辅助加热。将上述一种以核桃壳为原料制备活性炭的方法所获得的活性炭作为微生物肥载体的应用。将所述活性炭与石家庄金太阳生物有机肥有限公司生产的有效活菌数> 2.0亿/g的液态复合生物肥料，按1:0.3的重量份数比混配均匀，制成颗粒状复合微生物肥料。将所述活性炭与石家庄金太阳生物有机肥 有限公司生产的有效活菌数> 2.0亿/g的液态生物有机肥，按1:0.3的重量份数比混配均匀，制成颗粒状生物有机肥。将所述活性炭与石家庄金太阳生物有机肥有限公司生产的有效活菌数> 2.0亿/g的液态秸杆腐熟剂，按1:0.3的重量份数比混配均匀，制成颗粒状有机物料腐熟剂。本专利技术所取得的有益效果是: 1、由于采用了真空快速热解法，即在真空度控制在600mmHg负压和本制备方法的其它工艺条件下进行干燥、炭化和膨化、活化过程，产品生产周期短、反应温度低、生产成本低、能耗低、成品率高；由于本专利技术的干燥、炭化和膨化、活化过程均在同一反应炉中进行，所以设备投资少；由于在干燥、炭化过程中产生的C0、CH4、焦油等可燃气体返回到燃烧器为反应炉辅助加热，不但降低了能耗，同时杜绝了烟气排放带来的环境污染。参见表1。表1:本制备方法与其他生产方法对照表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以核桃壳为原料制备活性炭的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：a）粉碎：将核桃壳清洗风干后，粉碎筛分成1～2mm粒径的颗粒；b）干燥：将步骤a）中的核桃壳颗粒在600mmHg真空负压条件下，于反应炉内在持续搅拌中升温至120℃，干燥1～2小时；c）炭化：当核桃壳颗粒的含水量≤5％时，在600mmHg真空负压条件下，继续升温至400～450℃炭化4～6小时；d）膨化、活化：在400～450℃和600mmHg真空负压条件下，至少分三次充入总量为280Kpa～330Kpa的3m3水蒸汽对步骤c)制成的原料进行膨化、活化，其中每次充入容积为1m3的水蒸汽后停止充汽，当炉压下降至600mmHg真空负压时再次充入水蒸汽；e）冷却：当d）步骤中最后一次充入水蒸汽结束且炉压下降至600mmHg真空负压时，冷却降温；f）出料筛分：当炉内温度降至60℃时出料，筛分获得0.2～1.2mm粒径的活性炭成品。

【技术特征摘要】
1.一种以核桃壳为原料制备活性炭的方法，其特征在于该方法包括以下步骤: a)粉碎:将核桃壳清洗风干后，粉碎筛分成I~2mm粒径的颗粒； b)干燥:将步骤a)中的核桃壳颗粒在600mmHg真空负压条件下,于反应炉内在持续搅拌中升温至120°C，干燥I~2小时； c)炭化:当核桃壳颗粒的含水量<5%时,在600mmHg真空负压条件下,继续升温至400~450°C炭化4~6小时； d)膨化、活化:在400~450°C和600mmHg真空负压条件下，至少分三次充入总量为280Kpa~330Kpa的3m3水蒸汽对步骤c)制成的原料进行膨化、活化，其中每次充入容积为Im3的水蒸汽后停止充汽，当炉压下降至600mmHg真空负压时再次充入水蒸汽； e)冷却:当d)步骤中最后一次充入水蒸汽结束且炉压下降至600mmHg真空负压时，冷却降温； f)出料筛分:当炉内温度降至60°C时出料，筛分获得0.2~1.2_粒径的活性炭成品。2.如权利要求1所述的一种以核桃壳为原料制备活性炭的方法，其特征在于:其中步骤b)的初始升温速率控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志军，王占武，李明，
申请(专利权)人：石家庄金太阳生物有机肥有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13