本发明专利技术公开了一种控制生物质制备活性炭过程中产生焦油的方法，本发明专利技术采用高速旋风粉碎机将褐腐材类生物质粉碎为粉末，置于10~15L敞口反应槽中，启动泵，将浓度0.5mol/LNaOH以流速0.5~0.8m/s注入反应槽中，持续10~15min，在转速2500~3000r/min的高速转动机下搅拌40~60min；送至破沫器破沫，器内压力2.0~2.5mmHg，离心、过滤后，流入缓冲罐；送入刮板薄膜蒸发器中，进料速率2~4mL/min，捕获轻组分，收集重组分；重组分残留物中加入复配分散剂，形成棕褐色沉淀，过滤、洗涤沉淀至pH=6.5~7.0；将沉淀置于碳钢-不锈钢碳化炉中，炭化温度350~500℃，炭化时间90~120min。本发明专利技术制得的活性炭吸附效果比普通活性炭高80%以上，经10次循环使用，吸附能力为原吸附剂的90%以上；焦油的生成率小于0.1%。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于生物质能开发的
技术介绍
活性炭是一种优良吸附剂，孔隙结构丰富、比表面积大，在食品行业、污水处理等领域应用广泛。以生物质作为制备活性炭的原料，来源广泛、成本低廉，不仅缓解了燃烧固体废弃生物质带来的环境污染，也带来了经济效益。目前，采用生物质作为原料制备活性炭的研究已有一定成果，但是会产生大量的焦油，因此，除焦成为了急需解决的问题。目前，除焦设备主要以过滤焦油为主，水洗除焦法能耗大、二次污染严重，净化效果只能勉强达到内燃机的要求；催化裂解法可将焦油转化成 可燃气，在提高能源利用率的同时，减少二次污染，但局限于小部分焦油转化，焦油分离效率低；高温热裂解工艺复杂，须在1200°C以上高温才能得到较高转化效率，实际生产中很难实现。木质素作为一种可再生生物质资源，来源广泛，其中，由于中药材而产生的大量的废弃褐腐材，含碳量60. 71%，并未得到充分利用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对已有技术方案的不足，提供了，该方法可制备高吸附性能的活性碳，减少焦油的产生，并对废弃褐腐材回收再利用。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是将生物质原料经高速旋风粉碎机粉碎后，置于反应槽中活化处理，经破沫器破沫，破沫液离心、过滤后，流入缓冲罐，并在刮板薄膜蒸发器进行分子蒸馏，获得重组分后，加入复配分散剂，将形成的沉淀过滤、水洗至中性，再将沉淀置于碳钢-不锈钢碳化炉中炭化，生成的活性炭吸附效果比普通活性炭高出80%以上，经10次循环使用，吸附能力为原吸附剂的90% ;焦油的生成率小于O. 1%。—种控制生物质制备活性炭过程中产生焦油的方法，包括以下步骤 (O活化采用高速旋风粉碎机将褐腐材类生物质粉碎为粉末状，置于体积为1(T15L敞口反应槽中，启动泵，将浓度为O. 5mol/L NaOH以流速O. 5 0. 8m/s注入反应槽中，持续l(Tl5min，在转速为250(T3000r/min的高速转动机下搅拌4(T60min ； (2)破沫将上述溶液输送到破沫器，器内压力为2.(Γ2. 5mmHg，破沫后，破沫液离心、过滤，再流入缓冲罐； (3)分子蒸馏将上述破沫液送入刮板薄膜蒸发器中，进料速率为2 4mL/min，流出的轻组分被捕获，再收集返回液相中的重组分； (4)炭化将上述残留物中加入复配分散剂，形成棕褐色沉淀，过滤，用去离子水洗涤沉淀，至pH=6. 5^7. O ;将沉淀置于碳钢-不锈钢碳化炉中，炭化温度为35(T500°C，炭化时间为9(Tl20min。所述高速旋风粉碎机的转速为250(T3000r/min，细度为200 400目。所述缓冲罐内压力承受能力为I. (Tl. 5MPa，温度为15(T200°C。所述刮板薄膜蒸发器的蒸发面积为4. 8X 10_2飞.6X 10_2m2，冷凝面积为6. 5X 10_2 7. 5X 10_2m2，冷凝面与蒸发面之间的距离为2 4cm，温度为90 110°C，压力为160 200pao所述复配分散剂，聚丙烯酰胺与聚三乙基己基磷酸的摩尔比为I :1.2 1.5，该复配分散剂的使用量为破沫液质量的O. 5 1. 0%。所述碳钢-不锈钢碳化炉的规格为容积为6m3，原料出炭率为7(Γ80%以上，成品率为99%以上。·本专利技术制备得到的活性碳，其特征在于外观为黑色固体粉末，孔隙为1800(T27000nm，比表面积为24. 6 36. 2m2/g ;吸附效果比普通活性炭高出80%以上，经10次循环使用，吸附能力为原吸附剂的90% ;焦油的生成率小于O. 1%。一种生物质制备的活性炭的使用方法将该活性炭与普通活性炭分别以质量比I =850^1200投放到活性金黄染料废水中，4飞天后测定吸附率并比较吸附效果；经去离子水解析，并对再生活性炭进行循环试验，经10次后，测定其吸附能力。本专利技术的有益效果是 (O吸附效果比普通活性炭高出80%以上，用去离子水解析后，经10次循环使用，吸附能力仍为原吸附剂的90%以上； (2)焦油的生成率小于O. 1%。附图说明图I是本专利技术的工艺示意流程图 I、敞口反应槽，2、破沫器，3、缓冲罐，4、刮板薄膜蒸发器，5、碳钢-不锈钢碳化炉具体实施例方式本专利技术所采用废弃褐腐材类生物质为原料，经氢氧化钠活化、破沫、分子蒸馏、炭化处理得到活性炭，孔隙为1800(T27000nm，比表面积为24. 6^36. 2m2/g ;吸附效果比普通活性炭高出80%以上，经10次循环使用，吸附能力为原吸附剂的90%以上；焦油的生成率小于O. 1%。本专利技术中采用的技术方案是 (O活化采用高速旋风粉碎机将褐腐材类生物质粉碎为粉末状，置于体积为1(T15L敞口反应槽I中，启动泵，将浓度为O. 5mol/L NaOH以流速O. 5^0. 8m/s注入反应槽I中，持续l(Tl5min，在转速为250(T3000r/min的高速转动机下搅拌4(T60min ； (2)破沫将上述溶液输送到破沫器2，器内压力为2.(Γ2. 5mmHg，破沫后，破沫液离心、过滤，再流入缓冲罐3 ； (3)分子蒸馏将上述破沫液送入刮板薄膜蒸发器4中，进料速率为2 4mL/min，流出的轻组分被捕获，再收集返回液相中的重组分； (4)炭化将上述残留物中加入复配分散剂，形成棕褐色沉淀，过滤，用去离子水洗涤沉淀直至PH=6. 5^7. O ;并将沉淀置于碳钢-不锈钢碳化炉5中，炭化温度为35(T500°C，炭化时间为90 120min。所述高速旋风粉碎机的转速为250(T3000r/min，细度为200 400目。所述缓冲罐内压力承受能力为I. (Tl. 5MPa，温度为15(T200°C。所述刮板薄膜蒸发器的蒸发面积为4. 8X 10_2飞.6X 10_2m2，冷凝面积为6.5X 10_2 7. 5X 10_2m2，冷凝面与蒸发面之间的距离为2 4cm，温度为90 110°C，压力为160 200pao所述复配分散剂，聚丙烯酰胺与聚三乙基己基磷酸的摩尔比为I :1.2 1.5，该复配分散剂的使用量为破沫液质量的O. 5 1. 0%。 所述碳钢-不锈钢碳化炉的规格为容积为6m3，原料出炭率为7(Γ80%以上，成品率为99%以上。一种生物质制备的活性炭的使用方法将该活性炭与普通活性炭分别以质量比I :85(Γ1200投放到活性金黄染料废水中，4飞天后测定吸附率并比较吸附效果；经去离子水解析，并对再生活性炭进行循环试验，经10次后，测定其吸附能力。实例I 采用高速旋风粉碎机将褐腐材类生物质粉碎为粉末状，置于IOL敞口反应槽中，启动泵，将浓度为O. 5mol/L NaOH以流速O. 5m/s注入反应槽中，持续lOmin，在转速为2500r/min的高速转动机下搅拌40min ;将上述溶液输送到破沫器,器内压力为2. OmmHg破沫后，破沫液离心、过滤，再流入缓冲罐；将上述破沫液送入刮板薄膜蒸发器中，进料速率为2mL/min，流出的轻组分被捕获，再收集返回液相中的重组分；将上述残留物中加入复配分散剂后，形成棕褐色沉淀，过滤，用去离子水洗涤沉淀，直至pH=6. 5 ;并将沉淀置于碳钢-不锈钢碳化炉中，炭化温度为350°C，炭化时间为90min。一种生物质制备的活性炭的使用方法将该活性炭本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种控制生物质制备活性炭过程中产生焦油的方法，其特征在于：（1）活化：采用高速旋风粉碎机将褐腐材类生物质粉碎为粉末状，置于体积为10~15L敞口反应槽中，启动泵，将浓度为0.5mol/L？NaOH？以流速0.5~0.8m/s注入反应槽中，持续10~15min，在转速为2500~3000r/min的高速转动机下搅拌40~60min；（2）破沫：将上述溶液输送到破沫器，器内压力为2.0~2.5mmHg，破沫后，破沫液离心、过滤，再流入缓冲罐；（3）分子蒸馏：将上述破沫液送入刮板薄膜蒸发器中，进料速率为2~4mL/min，流出的轻组分被捕获，再收集返回液相中的重组分；（4）炭化：将上述残留物中加入复配分散剂，形成棕褐色沉淀，过滤，用去离子水洗涤沉淀，直至pH=6.5~7.0；并将沉淀置于碳钢？不锈钢碳化炉中，炭化温度为350~500℃，炭化时间为90~120min。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：雷春生，雷思宇，谢芳，
申请(专利权)人：常州亚环环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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