申请日2014.07.03
公开(公告)日2014.10.01
IPC分类号B01J20/20; C01B31/08; B01J20/30
摘要
本发明设计到一种利用造纸污泥与松木共热解制备活性生物炭的方法，其特征在于包括下述步骤：(1)对造纸污泥进行预处理，(2)松木屑风干、粉粹;(3)原料污泥和松木屑充分混合;(4)置于热解炉加料斗中，在惰性氛围下恒温热解;(5)恒温至反应无气体产生时，停止加热，自然冷却至室温后即得到生物炭;(6)放入浓度为2.5-3.5mol/L的硫酸溶液中，通入氮气，在500-600℃下，恒温20-40min;然后自然冷却至室温，即得到活性生物炭。本发明采用造纸污泥和松木屑共热解工艺制备活性生物炭，不仅无需污泥干燥过程，还改善了吸附剂的化学组分，并能够利用污泥中的水分在高温下形成的蒸汽对生物炭起到一定的活化作用，从而提高生物炭的吸附能力，获得了理想的吸附效果。
权利要求书
1.一种利用造纸污泥与松木共热解制备活性生物炭的方法，其特征在于包括下述 步骤：
(1))取经机械脱水后的造纸污泥进行预处理，用去离子水将污泥表面杂质洗净， 得到原料污泥;
(2)将收集的松木屑经自然风干后，粉粹过筛，得到松木屑;
(3)将所述的原料污泥和所述松木屑按9:1-1:9的质量比进行充分混合;
(4)将步骤(3)所得的混合物置于热解炉加料斗中，设定反应温度为600-900℃， 待温度达到设定值并保持稳定后，通入氮气，将原料均匀送入热解炉中，保证在无氧条 件下生成生物炭;
(5)保持600-900℃的恒温至反应无气体产生时，停止加热，自然冷却至室温后 即得到生物炭;
(6)将步骤(5)中所得生物炭放入浓度为2.5-3.5mol/L的硫酸溶液中，通入氮气， 在500-600℃下，恒温20-40min;然后自然冷却至室温，即得到活性生物炭;
所述生物炭与所述硫酸溶液的用量比为1：10-1:50，其中生物炭的质量的单位为克， 硫酸溶液的体积单位为毫升。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)中所述的松木屑过30-50目 筛。
说明书
一种利用造纸污泥与松木共热解制备活性生物炭的方法
技术领域
本发明涉及环境污染治理和农林废弃物资源化利用领域，具体指一种利用造纸污泥 与松木共热解制备活性生物炭的方法。
背景技术
造纸污泥是造纸过程中因废水处理而生成的终端产物，据统计，每生产1吨再生纸， 大约会产生含水量为75%～85%的污泥700吨，其成分主要含半纤维素、纤维素和木质 素等高分子的有机物以及凝聚剂、填料等，且不含重金属物质，是一种生物质资源。然 而造纸污泥因其含水率较高、成分复杂、处理难度比较大，其处理费用大约占水处理运 行装置费用的50%以上，因此，污泥的处置问题已成为束缚造纸厂发展的瓶颈，产生的 污泥不仅占用大量的土地，而其中的有毒有害成分对环境和人类将产生严重的影响。造 纸污泥中因含有丰富的碳而使其成为制备生物炭的有利条件，污泥热解制备生物炭吸附 剂作为一种理想的污泥资源化利用方法被广泛研究。然而因污泥含水率较高，传统的热 解工艺需要将污泥进行干燥，这样不仅增加了污泥处理的工序，更是大大提高了污泥的 处理费用。此外，污泥干基中大量的灰分也会残留在生物炭中，从而严重影响生物炭吸 附剂的性能和吸附效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种吸附性能好的利用造 纸污泥与松木共热解制备活性生物炭的方法，从而使制备的生物炭具有理想的吸附效 果。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该利用造纸污泥与松木共热解制备 活性生物炭的方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)取经机械脱水后的造纸污泥进行预处理，用去离子水将污泥表面杂质洗净， 得到原料污泥;
(2)将收集的松木屑经自然风干后，粉粹过筛，得到松木屑;
(3)将所述的原料污泥和所述松木屑按9:1-1:9的质量比进行充分混合;
(4)将步骤(3)所得的混合物置于热解炉加料斗中，设定反应温度为600-900℃， 待温度达到设定值并保持稳定后，通入氮气，将原料均匀送入热解炉中，保证在无氧条 件下生成生物炭;
(5)保持600-900℃的恒温至反应无气体产生时，停止加热，自然冷却至室温后 即得到生物炭;
(6)将步骤(5)中所得生物炭放入浓度为2.5-3.5mol/L的硫酸溶液中，通入氮气， 在500-600℃下，恒温20-40min;然后自然冷却至室温，即得到活性生物炭;
所述生物炭与所述硫酸溶液的用量比为1：10-1:50，其中生物炭的质量的单位为克， 硫酸溶液的体积单位为毫升。
较好的，步骤(2)中所述的松木屑过30-50目筛。
与现有技术相比，本发明采用造纸污泥和松木屑共热解工艺制备活性生物炭，不仅 无需污泥干燥过程，还改善了吸附剂的化学组分，并能够利用污泥中的水分在高温下形 成的蒸汽对生物炭起到一定的活化作用，从而提高生物炭的吸附能力，获得了理想的吸 附效果。
