【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物质灰再利用，具体而言，涉及一种利用生物质灰联产活性炭和二氧化硅的方法。
技术介绍
1、生物质，从广义上概括，是包括所有植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物；最具代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便等。而狭义上生物质主要是指农林业生产过程中除粮食或果实以外的秸秆、树木等木质纤维素(木质素)、农产品加工业下脚料、农林废弃物以及畜牧业生产过程中的禽畜粪便等物质。在秋冬季节焚烧上述农林废弃物是一种极为普遍的现象，但出于对环境保护和可持续发展政策的需求，如何将生物质作为能源进行回收再利用成为一项重要课题。
2、我国对生物质能源利用的研究已获得一定成果，如户用沼气池、节柴炕灶、薪炭林、大中型沼气工程、生物质压块成型、气化与气化发电、生物质液体燃料等；在诸多实践应用中，具体的例如以秸秆、木屑、稻壳、树枝等为原料生产燃气，或发酵提取乙醇等技术中，生物质燃烧后产生了大量灰分，这些木质素通常被废弃填埋而无法得到高值利用。
3、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种利用生物质灰联产活性炭和二氧化硅的方法，用以解决现有技术中废弃生物质灰无法得到充分利用并造成资源浪费的技术问题；通过本专利技术的方法制备得到的高吸碘值活性炭和高纯度二氧化硅具有较强的综合性能，同时对生产设备的需求较为简单，成本低廉，易于实现工业化。
2、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
3、一种利用生物质灰联产活性炭和二氧化硅的方法，主要包括如下步骤：
4、(1)将粉碎后的生物质灰依次进行水洗处理、活化处理和碱洗处理，经固液分离后分别得到滤液和滤饼；
5、(2)将所述滤饼打浆后依次进行氧化处理和高温活化，制得活性炭；
6、(3)依次向所述滤液中添加沉淀剂和絮凝剂，固液分离并得到第二滤液；向所述第二滤液中通入co2，充分反应后投加阳离子交换树脂，再次进行固液分离并得到二氧化硅。
7、其中，步骤(2)和步骤(3)不存在顺序先后之分。
8、生物质灰成分较为复杂，而二氧化硅在使用时要求纯度较高，常规方法中由生物质灰制得的活性炭也比传统的果壳类活性炭的结构差；通过本专利技术的技术方案能够同时获得高吸碘值活性炭和高纯度二氧化硅，产物具有较高的均一性和综合性能。
9、优选地，所述生物质灰包括稻壳灰、水稻秸秆灰、玉米秸秆灰、小麦秸秆灰、竹子灰和甘蔗渣灰中的至少一种；
10、更优选地，所述生物质灰包括水稻秸秆灰、玉米秸秆灰、小麦秸秆灰中的至少一种；
11、进一步优选地，秸秆灰是秸秆经发酵提取乙醇后干燥、燃烧后的木质素灰，所述燃烧温度为400℃～650℃；
12、秸秆经发酵提取乙醇后，所得残渣木质素经燃烧后所得的灰中的二氧化硅含量高于秸秆直接厌氧焖烧的秸秆灰，因此上述优选的方法获得的秸秆灰提取二氧化硅的效率更高。
13、优选地，在步骤(1)中，在所述粉碎后，所述生物质灰的粒径为3μm～50μm；
14、优选地，所述粉碎的设备包括环辊磨、气流粉碎、冲击磨或雷蒙磨等中的一种。
15、在步骤(1)中，首先进行至少一次的水洗处理，用以去除生物质灰中的钾盐、钠盐等可溶性盐，降低生物质灰中的可溶性离子。
16、优选地，在步骤(1)中，所述活化处理所用的活化剂为双氧水和臭氧中的至少一种。
17、优选地，所述活化剂的添加量为所述生物质灰的质量的0.1％～30％；
18、步骤(1)中的活化处理，其主要目的在于完成生物质灰中细小微孔的初步扩孔，所述活化处理有利于后续碱洗处理中提高硅酸钠的溶出率，大幅度降低生产出的活性炭中二氧化硅的含量，同时有利于提高活性炭的吸碘值。
19、优选地，在步骤(1)中，所述碱洗处理所用的碱溶液包括烧碱溶液、纯碱溶液、氢氧化钾溶液和碳酸钾溶液中的至少一种；
20、优选地，所述碱溶液的添加量为所述生物质灰的质量的15％～25％；
21、优选地，所述碱洗处理的温度为50℃～200℃，所述碱洗处理的压力为0.05mpa～0.5mpa，所述碱洗处理的时间为0.5h～5h。
22、优选地，在步骤(1)中，在所述固液分离后还包括：反洗水洗所述滤饼，用以洗净所述滤饼中残留的碱液。
23、优选地，在步骤(2)中，所述氧化处理所用的氧化剂包括臭氧和双氧水中的至少一种；
24、更优选地，所述氧化剂的添加量为所述生物质灰的质量的0.1％～30％。
25、优选地，在步骤(2)中，所述高温活化的温度为600℃～1000℃；
26、优选地，所述高温活化的设备包括动态煅烧炉或回转炉等中的一种。
27、在步骤(2)中，原本经过提取二氧化硅的活性炭滤饼已初步形成了多‘空洞’结构的多孔结构活性炭，这时再向活性炭滤饼中投加氧化剂以进行第二次氧化活化，进一步对活性炭中的微孔进行扩孔，有利于后续步骤的高温活化；具体而言，高温烧失后能够得到大孔、中孔更多的活性炭，大幅度提高活性炭的吸碘值。
28、优选地，在步骤(3)中，所述沉淀剂包括双氧水和臭氧中的至少一种；
29、更优选地，所述沉淀剂的添加量为所述生物质灰的质量的0.1％～10％。
30、优选地，在步骤(3)中，所述絮凝剂包括聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁和聚合硫酸铁中的至少一种；
31、更优选地，所述絮凝剂的添加量为所述生物质灰的质量的0.01％～2％；
32、更优选地，在添加所述絮凝剂的同时还添加助絮凝剂，所述助絮凝剂包括聚合氯化铝铁和聚合氯化铁中的至少一种；
33、进一步优选地，所述助絮凝剂的添加量为所述生物质灰的质量的0.01％～2％。
34、优选地，对于步骤(3)中所涉及的固液分离的设备包括板框过滤机、卧螺过滤机或离心机等中的一种。
35、在步骤(3)中，通过向所述滤液中投加沉淀剂、絮凝剂和助絮凝剂，通过固液分离将杂质絮凝分离，所得到的第二滤液为高纯水玻璃(na2o·nsio2)；具体而言，通过投加沉淀剂有利于铁离子等金属离子形成氢氧化物沉淀，通过絮凝剂和助絮凝剂有效地去除水玻璃中的杂离子；在后述步骤中通入co2并充分反应以使氧化钠转化为碳酸钠和/或碳酸氢钠。
36、优选地，在步骤(3)中，通入co2时控制所述第二滤液的ph为7.5～10.5。
37、优选地，在步骤(3)中，阳离子交换树脂包括强酸型阳离子交换树脂(如磺酸基阳离子交换树脂)、弱酸型阳离子交换树脂(如羧基阳离子交换树脂)中的至少一种；更优选地，所述阳离子交换树脂可以包括磺酸基丙烯酸树脂、羧基丙烯酸树脂、磺酸基苯乙烯树脂和羧酸苯乙烯树脂中的至少一种；
38、更优选地，投加阳离子交换树脂后，控制所述第二滤液的ph为4～7。
39、优本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用生物质灰联产活性炭和二氧化硅的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的利用生物质灰联产活性炭和二氧化硅的方法，其特征在于，所述生物质灰包括稻壳灰、水稻秸秆灰、玉米秸秆灰、小麦秸秆灰、竹子灰和甘蔗渣灰中的至少一种；
3.根据权利要求1所述的利用生物质灰联产活性炭和二氧化硅的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述活化处理所用的活化剂为双氧水和臭氧中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的利用生物质灰联产活性炭和二氧化硅的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述碱洗处理所用的碱溶液包括烧碱溶液、纯碱溶液、氢氧化钾溶液和碳酸钾溶液中的至少一种；
5.根据权利要求1所述的利用生物质灰联产活性炭和二氧化硅的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述氧化处理所用的氧化剂包括臭氧和双氧水中的至少一种；
6.根据权利要求1所述的利用生物质灰联产活性炭和二氧化硅的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述沉淀剂包括双氧水和臭氧中的至少一种；
7.根据权利要求1所述的利用生物质灰联产活性炭和二氧化硅的方法，其特征
8.根据权利要求1所述的利用生物质灰联产活性炭和二氧化硅的方法，其特征在于，在步骤(3)中，通入CO2时控制所述第二滤液的pH为7.5～10.5。
9.根据权利要求1所述的利用生物质灰联产活性炭和二氧化硅的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述阳离子交换树脂包括强酸型阳离子交换树脂或弱酸型阳离子交换树脂中的至少一种；
10.根据权利要求1所述的利用生物质灰联产活性炭和二氧化硅的方法，其特征在于，在步骤(3)中还包括：收集反应后的所述阳离子交换树脂，进行再生处理并循环利用；
...【技术特征摘要】
1.一种利用生物质灰联产活性炭和二氧化硅的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的利用生物质灰联产活性炭和二氧化硅的方法，其特征在于，所述生物质灰包括稻壳灰、水稻秸秆灰、玉米秸秆灰、小麦秸秆灰、竹子灰和甘蔗渣灰中的至少一种；
3.根据权利要求1所述的利用生物质灰联产活性炭和二氧化硅的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述活化处理所用的活化剂为双氧水和臭氧中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的利用生物质灰联产活性炭和二氧化硅的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述碱洗处理所用的碱溶液包括烧碱溶液、纯碱溶液、氢氧化钾溶液和碳酸钾溶液中的至少一种；
5.根据权利要求1所述的利用生物质灰联产活性炭和二氧化硅的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述氧化处理所用的氧化剂包括臭氧和双氧水中的至少一种；
6.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈家锋，王益庆，邵进，
申请(专利权)人：安徽进化硅纳米材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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