一种蟹壳生物炭的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种蟹壳生物炭的制备方法，充分利用沿海地区大量的梭子蟹壳，制成符合国际环保要求的生物炭，同时还具有吸附重金属的效果，包括原料选取、烘干、混合粉碎、高温炭化、研磨过筛5个步骤。本发明专利技术以沿海地区盛产的梭子蟹壳为原料，经烘干、粉碎、炭化而成，充分利用废弃物再生，将废弃的蟹壳制成生物炭，变废为宝，充分利用现有资源，降低了废水处理成本，为废弃物的综合利用开辟了新的途径。

A preparation method of shell biochar

The invention discloses a preparation method of shell biochar, a large number of shell to make full use of the coastal area, which is in accordance with biochar international environmental requirements, but also has the effect of adsorption of heavy metals, including 5 steps of raw material selection, drying, mixing, crushing, grinding and screening of high temperature carbonization. The coastal area is rich in the shell as raw material, after crushing, drying, carbonization, make full use of waste recycling, waste shell made of biochar, turning waste into treasure, make full use of existing resources, reduce the cost of wastewater treatment, and opens a new way for the comprehensive utilization of waste by.

【技术实现步骤摘要】
一种蟹壳生物炭的制备方法
本专利技术涉及生物炭
，更具体的说是涉及一种蟹壳生物炭的制备方法。
技术介绍
生物炭是指生物质在缺氧条件下经高温热解后剩下的物质。生物炭具有较大的比表面积和多孔结构，具有良好的吸附性能，可作为污水处理吸附剂，吸附水中的重金属、氨氮、磷酸盐等。随着人口的增长，生产力的发展，各种污染日益严重，其中重污染值得引起重视，重金属污染对水体以及土壤造成的污染在慢慢扩散，重污染降解迫在眉睫。电镀、油漆、印染、玻璃加工以及铅电池制造行业都会产生重金属污染。铅等重金属具有很强的毒性，有潜在的致癌和毒害神经作用，进入水体后对水生生物和人类产生巨大危害。欧盟、美国环境保护局以及世界卫生组织都规定饮用水以及作为饮用水源的地表水体中Pb含量应低于0.010mg/L。重金属污染不易被生物降解，不易随着环境的变迁发生迁移和转化。参与食物链循环后在生物体内积累，破坏生物体正常生理代谢活动，危害人体健康。传统处理重金属污染的方法包括化学沉淀、膜分离、离子交换和电解等，但这些方法普遍存在成本高、效率低、易产生二次污染等问题。随着科学技术的发展，人们在重金属废水治理技术的基础上寻找各种合适的吸附材料，其中，生物质材料是一种有效处理重金属废水的可再生资源。因此，如何提供一种成本低、效率高、无二次污染的生物炭是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种蟹壳生物炭的制备方法，以一种简单易操作的方式，将废弃的蟹壳制成生物炭，降低了废水处理成本，且无二次污染，为废弃物的综合利用开辟了新途径。本专利技术的目的是通过如下技术方案实现的:(1)原料选取：选用新鲜的梭子蟹，剥壳，去肉，将蟹壳洗干净备用；(2)烘干：洗净的蟹壳利用恒温鼓风机，在75℃的环境中烘干，24小时后取出(3)混合粉碎：将各部位的梭子蟹壳混合粉碎处理，然后过筛，保留2～7mm大小颗粒；(4)高温炭化：将粉碎后的颗粒，称取10g蟹壳粉装于坩埚中，压实密封，放入管式炉，通入氮气排出炉内空气，然后以10℃/min的速率从室温升至100℃预热1h，使原料受热均匀，再升至600℃-1100℃恒温热解2h，冷却至室温制得生物炭。(5)研磨过筛：样品混匀研磨，过0.154mm筛，装于棕色玻璃瓶中干燥保存。优选的，步骤(4)中通入氮气时间为30min。优选的，步骤(4)中所述的预热，以5℃-15℃/min的速率从室温升至100℃。氮气氛围中能阻止碳碳骨架在氧气中被氧化成CO2而坍塌成大孔结构，最大限度地保有生物质原有的微小炭骨架结构，故氮气氛围中高温裂解更进一步提高蟹壳生物炭的比表面积，增加孔隙和孔容，为重金属吸附提供更多的吸附位点。优选的，步骤(4)中所述的热解，是升温至600℃-1100℃进行热解，恒温热解时间为3-5h。保证粉碎的颗粒充分炭化。优选的，步骤(5)中所述的过筛，其筛子孔径为0.154mm。保证了蟹壳生物炭的平均粒径均匀且有利于保证蟹壳生物炭的分散度。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种蟹壳生物炭的制备方法，充分利用废弃物再生，将废弃的蟹壳制成生物炭，对重金属污染进行吸附变废为宝，该方法充分利用现有资源,降低了废水处理成本,为废弃物的综合利用开辟了新途径。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术制备流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1(1)原料选取：选用新鲜的梭子蟹，剥壳，去肉，将蟹壳洗干净备用；(2)烘干：洗净的蟹壳利用恒温鼓风机，在75℃的环境中烘干，24小时后取出(3)混合粉碎：将各部位的梭子蟹壳混合粉碎处理，然后过筛，保留2～7mm大小颗粒；(4)高温炭化：将粉碎后的颗粒，称取10g蟹壳粉装于坩埚中，压实密封，放入管式炉，通入氮气30min排出炉内空气，然后以10℃/min的速率从室温升至100℃预热1h，使原料受热均匀，再升至600℃恒温热解2h，冷却至室温制得生物炭。(5)研磨过筛：样品混匀研磨，过0.154mm筛，装于棕色玻璃瓶中干燥保存。实施例2(1)原料选取：选用新鲜的梭子蟹，剥壳，去肉，将蟹壳洗干净备用；(2)烘干：洗净的蟹壳利用恒温鼓风机，在75℃的环境中烘干，24小时后取出(3)混合粉碎：将各部位的梭子蟹壳混合粉碎处理，然后过筛，保留2～7mm大小颗粒；(4)高温炭化：将粉碎后的颗粒，称取10g蟹壳粉装于坩埚中，压实密封，放入管式炉，通入氮气30min排出炉内空气，然后以10℃/min的速率从室温升至100℃预热1h，使原料受热均匀，再升至900℃恒温热解2h，冷却至室温制得生物炭。(5)研磨过筛：样品混匀研磨，过0.154mm筛，装于棕色玻璃瓶中干燥保存。实施例3(1)原料选取：选用新鲜的梭子蟹，剥壳，去肉，将蟹壳洗干净备用；(2)烘干：洗净的蟹壳利用恒温鼓风机，在75℃的环境中烘干，24小时后取出(3)混合粉碎：将各部位的梭子蟹壳混合粉碎处理，然后过筛，保留2～7mm大小颗粒；(4)高温炭化：将粉碎后的颗粒，称取10g蟹壳粉装于坩埚中，压实密封，放入管式炉，通入氮气30min排出炉内空气，然后以10℃/min的速率从室温升至100℃预热1h，使原料受热均匀，再升至1100℃恒温热解2h，冷却至室温制得生物炭。(5)研磨过筛：样品混匀研磨，过0.154mm筛，装于棕色玻璃瓶中干燥保存。应用例1本应用例中蟹壳以实施例1的制备方法进行制备，本应用例中蟹壳生物炭在降低废水中镉含量的应用如下：含镉废水在投加生物炭之前，废水中镉浓度为50mg/L，废水的pH值为6；20mL含镉废水中投加10mg蟹壳生物炭；在25℃下振荡5min，振荡速率为250rpm；反应结束后，去上清液、过滤，按一定倍数稀释后，用火焰原子分光光度计测定吸附后金属镉的浓度。应用例2本实施例中蟹壳以实施例2的制备方法进行制备，本应用例中蟹壳生物炭在降低废水中镉含量的应用如下：含镉废水在投加生物炭之前，废水中镉浓度为50mg/L，废水的pH值为6；20mL含镉废水中投加10mg蟹壳生物炭；在25℃下振荡5min，振荡速率为250rpm；反应结束后，去上清液、过滤，按一定倍数稀释后，用火焰原子分光光度计测定吸附后金属镉的浓度。应用例3本实施例中蟹壳以实施例3的制备方法进行制备，本应用例中蟹壳生物炭在降低废水中镉含量的应用如下：含镉废水在投加生物炭之前，废水中镉浓度为50mg/L，废水的pH值为6；20mL含镉废水中投加10mg蟹壳生物炭；在25℃下振荡5min，振荡速率为250rpm；反应结束后，去上清液、过滤，按一定倍数稀释后，用火焰原子分光光度计测定吸附后金属镉的浓度。吸附结果见表1：表1由表1可知，本专利技术方法制备的蟹壳生物炭对于含镉废水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蟹壳生物炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)原料选取：选用新鲜的梭子蟹，剥壳，去肉，将蟹壳洗干净备用；(2)烘干：洗净的蟹壳利用恒温鼓风机烘干；(3)混合粉碎：将梭子蟹壳的各个部位混合粉碎处理，然后过筛；(4)高温炭化：将粉碎过筛后的颗粒压实密封，放入管式炉，通入氮气排出炉内空气，然后预热1h，使原料受热均匀，再以600℃‑1100℃的温度恒温热解，冷却至室温制得生物炭样品；(5)研磨过筛：样品混匀研磨，过筛，装于棕色玻璃瓶中干燥保存。

【技术特征摘要】
1.一种蟹壳生物炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)原料选取：选用新鲜的梭子蟹，剥壳，去肉，将蟹壳洗干净备用；(2)烘干：洗净的蟹壳利用恒温鼓风机烘干；(3)混合粉碎：将梭子蟹壳的各个部位混合粉碎处理，然后过筛；(4)高温炭化：将粉碎过筛后的颗粒压实密封，放入管式炉，通入氮气排出炉内空气，然后预热1h，使原料受热均匀，再以600℃-1100℃的温度恒温热解，冷却至室温制得生物炭样品；(5)研磨过筛：样品混匀研磨，过筛，装于棕色玻璃瓶中干燥保存。2.根据权利要求1所述的一种蟹壳生物炭的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述烘干在60℃-80℃的环境中进行，且保持干燥时间20-28h。3.根据权利要求1所述的一种蟹壳生...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡璐，宋文东，纪丽丽，郭健，王亚宁，应知伟，张小蝶，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33