活性炭的制备方法及活性炭技术

本发明专利技术公开了一种活性炭的制备方法及活性炭。该制备方法包括如下步骤:(1)将含水率≤10wt％的污泥颗粒和农林废弃物颗粒干混，得到第一混合物；将第一混合物、粘结剂和水湿混，得到第二混合物；其中，基于第二混合物，污泥颗粒的用量为40～60wt％，农林废弃物颗粒的用量为15～30wt％，粘结剂的用量为10～30wt％，水的用量为3～20wt％；(2)将第二混合物制成复合污泥颗粒，将复合污泥颗粒陈化脱水，得到陈化后的复合污泥颗粒；(3)将陈化后的复合污泥颗粒炭化，得到原料碳和热解气；将原料碳在水蒸汽的存在下活化80～250min，然后冷却得到活性炭。本发明专利技术方法所得到的活性炭碘吸附值高。

【技术实现步骤摘要】
活性炭的制备方法及活性炭
本专利技术涉及一种活性炭的制备方法及活性炭。
技术介绍
污泥是污水处理的衍生品，通常含有病原微生物、寄生虫卵、有害重金属以及大量难降解物质，如果处理不彻底会对环境造成二次污染。污泥的处理处置是指污泥经单元工艺组合处理，达到“减量化、稳定化、无害化、资源化”目的的全过程。其中，污泥处理的工艺包括污泥浓缩、消化、脱水、堆肥和干化等过程，污泥处置是将经处理后的污泥或污泥产品以自然或人工方式使其能够达到长时间稳定并对生态环境无不良影响的最终消纳方式，污泥处置主要包括填埋、焚烧、土地利用及建材利用、制活性炭吸附剂等。污泥填埋需占用土地面积大，渗滤液很容易进入地表水和地下水，造成水体污染；污泥焚烧过程则会产生粉尘、二恶英、酸性气体等大气污染物会再次对环境造成污染；污泥的土地利用主要包括污泥农用，如果大量施用污泥很可能导致重金属累积超标等问题；污泥的建材利用主要是将污泥应用于制作砖体、水泥、陶粒等材料，需要建设复杂昂贵的生产系统。CN102530941A公开了一种污泥基活性炭的制备方法。该方法包括如下步骤：将污泥干燥至含水率10％以下，研磨、过筛，保留颗粒直径范围为20～100目的污泥颗粒；将农作物秸秆或花生壳干燥至含水率10％以下，称取10～50％的干燥后样品添加到污泥颗粒中，再将此污泥颗粒与3～5mol/L的活化剂溶液按质量比为1:1～1:4混合，于常温下浸渍12～24h，之后干燥至恒重，得到活化污泥颗粒，所述活化剂为氯化锌、氢氧化钾或碳酸钾中的一种；以氮气作为保护气，将活化污泥颗粒以10～20℃/min的升温速率升温至450～650℃保温30～90min后，冷却至常温，而后依次用盐酸和70～80℃的蒸馏水洗涤，烘干，得到污泥活性炭。该方法需要用到化学活化剂，增加了成本且会造成污染。CN111453727A公开了一种污泥-秸秆复合生物质活性炭的制备方法。该方法包括如下步骤：以城市污泥为主原料、工业废弃物为辅料、木焦油为粘结剂充分混捏后进行造粒、烘干，得到污泥-秸秆复合颗粒；将污泥-秸秆复合颗粒送入炭化炉中，在无氧或限氧条件下，同时炭化和活化，得到产物污泥基生物质活性炭与热解气，其中污泥基生物质活性炭冷却后包装；热解气经除尘、净化后，得到木焦油、木醋液和不凝气体，其中，凝气体返回炭化炉作为燃料，木醋液部分返回喷入炭化炉中作为活化剂，木焦油则作为造粒原料循环使用。该方法所得到的活性炭吸附能力较差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的一个目的在于提供一种活性炭的制备方法，该方法所得到的活性炭碘吸附值高。进一步地，该方法得到的活性炭具有较高的强度。本专利技术的另一个目的在于提供一种活性碳。上述技术目的通过如下技术方案实现。本专利技术提供一种活性炭的制备方法，该方法包括如下步骤：(1)将含水率≤10wt％的污泥颗粒和农林废弃物颗粒干混，得到第一混合物；将第一混合物、粘结剂和水湿混，得到第二混合物；其中，基于第二混合物，污泥颗粒的用量为40～60wt％，农林废弃物颗粒的用量为15～30wt％，粘结剂的用量为10～30wt％，水的用量为3～20wt％；(2)将第二混合物制成复合污泥颗粒，将复合污泥颗粒陈化脱水，得到陈化后的复合污泥颗粒；(3)将陈化后的复合污泥颗粒炭化，得到原料碳和热解气；将原料碳在水蒸汽的存在下活化80～250min，然后冷却得到活性炭。根据本专利技术的制备方法，优选地，所述污泥颗粒的粒径小于等于200目，所述农林废弃物颗粒的粒径小于等于200目。根据本专利技术的制备方法，优选地，所述污泥颗粒由如下方法制备得到：将经过预处理且含水率小于60wt％的污泥烘干后研磨，得到污泥颗粒；所述预处理选自好氧发酵、厌氧发酵、低温带式干化或热干化中的一种或多种。根据本专利技术的制备方法，优选地，所述农林废弃物颗粒的原料选自稻壳、椰壳、玉米秸秆、花生壳或木粉中的一种或多种；所述粘结剂选自焦油、粘土、沥青、水玻璃、硅溶胶、腐殖酸钠或聚合磷酸钠中的一种或多种。根据本专利技术的制备方法，优选地，所述炭化过程在氮气气氛中进行，炭化温度为400～700℃，炭化时间为20～150min。根据本专利技术的制备方法，优选地，所述活化温度为800～1000℃，水蒸汽与原料碳的质量比为0.5～1.5。根据本专利技术的制备方法，优选地，所述陈化脱水在温度为25～105℃下进行，陈化脱水的时间为6～48h。根据本专利技术的制备方法，优选地，还包括如下步骤：将热解气通入燃烧炉，使热解气与空气混合燃烧，将燃烧产生的热能回用至炭化和活化过程中。另一方面，本专利技术提供一种活性炭，由上述制备方法制备得到。根据本专利技术的活性炭，优选地，所述活性炭的碘吸附值为800～1000mg/g，且强度大于等于40daN。本专利技术采用干混与湿混相结合的方式形成混合物，且控制各原料配比，将混合物在水蒸汽中进行活化，并控制活化时间，有效地提高了活性炭的碘吸附值，且对活性炭的强度影响小。本专利技术方法无需添加危险化工原料，降低了生产成本且减小了污染。具体实施方式下面对本专利技术进行更详细的描述，但本专利技术不限于此。<活性炭的制备方法>本专利技术的活性炭的制备方法包括如下步骤：(1)原料混合物的步骤；(2)造粒、陈化脱水的步骤；(3)炭化活化的步骤；和任选地，(4)热解气回用的步骤。原料混合物的步骤将污泥颗粒和农林废弃物颗粒干混，得到第一混合物。本专利技术的污泥颗粒的含水率≤10wt％。污泥颗粒的粒径小于等于200目。粒径通过筛分法测定。干混可以在混捏机中进行。干混时间可以为5～30min；优选为7～20min；更优选为8～15min。这样有助于将污泥颗粒与农林废弃物颗粒混匀，从而提高活性炭的碘吸附值。现有技术通常采用含水率较高的污泥颗粒与农林废弃物颗粒混合，导致二者混合效果不好，影响活性炭的碘吸附值。现有技术也采用含水率较低的污泥颗粒和农林废弃物颗粒混合形成混合物，但其将混合物浸渍在氢氧化钾溶液中，不仅使用危险的化工原料，而且会降低活性炭的碘吸附值及强度。本专利技术的污泥颗粒可以采用如下方法得到：将经过预处理且含水率小于60wt％的污泥烘干后研磨，得到污泥颗粒。本专利技术发现，不同种类的污泥颗粒对碘吸附值也有重要影响。预处理选自好氧发酵、厌氧发酵、低温带式干化或热干化中的一种或多种。优选地，预处理选自好氧发酵或低温带式干化中的一种或多种。更优选地，预处理为好氧发酵。这样可获得更高的碘吸附值。预处理所采用的污泥原料为非危害类污泥。非危害类污泥的实例包括但不限于市政污泥、造纸污泥。污泥颗粒中有机质含量可以为25～50wt％，优选为28～45wt％，更优选为35～43wt％。这样可以提高活性炭的碘吸附值。本专利技术的农林废弃物颗粒的粒径小于等于200目。农林废弃物颗粒的原料可以选自稻壳、椰壳、玉米秸秆、花生壳或木粉中的一种或多种。优选地，农林废弃物颗粒的原料选自稻壳、椰壳或玉米秸秆中的一种或多种。更优选地，农林废弃物颗粒的原本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种活性炭的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)将含水率≤10wt％的污泥颗粒和农林废弃物颗粒干混，得到第一混合物；将第一混合物、粘结剂和水湿混，得到第二混合物；其中，基于第二混合物，污泥颗粒的用量为40～60wt％，农林废弃物颗粒的用量为15～30wt％，粘结剂的用量为10～30wt％，水的用量为3～20wt％；/n(2)将第二混合物制成复合污泥颗粒，将复合污泥颗粒陈化脱水，得到陈化后的复合污泥颗粒；/n(3)将陈化后的复合污泥颗粒炭化，得到原料碳和热解气；将原料碳在水蒸汽的存在下活化80～250min，然后冷却得到活性炭。/n

【技术特征摘要】
1.一种活性炭的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将含水率≤10wt％的污泥颗粒和农林废弃物颗粒干混，得到第一混合物；将第一混合物、粘结剂和水湿混，得到第二混合物；其中，基于第二混合物，污泥颗粒的用量为40～60wt％，农林废弃物颗粒的用量为15～30wt％，粘结剂的用量为10～30wt％，水的用量为3～20wt％；
(2)将第二混合物制成复合污泥颗粒，将复合污泥颗粒陈化脱水，得到陈化后的复合污泥颗粒；
(3)将陈化后的复合污泥颗粒炭化，得到原料碳和热解气；将原料碳在水蒸汽的存在下活化80～250min，然后冷却得到活性炭。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述污泥颗粒的粒径小于等于200目，所述农林废弃物颗粒的粒径小于等于200目。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述污泥颗粒由如下方法制备得到：
将经过预处理且含水率小于60wt％的污泥烘干后研磨，得到污泥颗粒；
所述预处理选自好氧发酵、厌氧发酵、低温带式干化或热干化中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：童裳慧，王春霞，
申请(专利权)人：中晶城康资源再生利用技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31