[发明专利]一种利用物理活化法生产活性炭的工艺

说明书

技术领域：

本发明属于农作物秸杆处理技术领域，尤其涉及一种利用物理活化法生产活性炭的工艺。具体的说，是利用麦秸、豆秸、稻草、玉米秸、玉米芯、棉花柴等农作物秸杆，采用物理法生产水处理用活性炭的生产工艺。

背景技术：

水处理用活性炭主要功能是吸附，吸附法是废水处理的一种重要的物化方法，能有效地去除废水中的多种污染物，特别是采用其它方法难以有效处理的剧毒和难降解的污染物，经处理后的水质好，且比较稳定，因而吸附法在废水处理中有着不可取代的作用。随着排放标准的日趋严格，水资源回收利用日益迫切，吸附法在废水处理中的作用将越来越重要。吸附剂的种类较多，如高分子吸附剂、黏土类吸附剂等，最主要的还是活性炭。以往水处理用活性炭的主要原料是优质煤炭，而本方法是用农业废弃物——秸杆为原料，替代日益减少的煤炭资源。

秸杆木炭是通过秸杆炭化制得，秸杆炭化是将秸杆烘干(或晒干)、粉碎，然后在制炭设备(窑、炉)中在隔氧(空气)条件下，经干燥、热解、炭化、冷却等工序，使秸杆制成木炭的过程。产品称为秸杆木炭或秸杆炭。由于秸杆炭与传统的木炭烧制法不同，它以机械加工为主要手段，因而人们又把秸杆木炭称之为机制秸杆木炭或简称机制木炭。

就秸杆木炭生产而言，炭化工艺分为两大类：

一是利用秸杆直接炭化，适宜直接炭化的一般是硬质秸杆，如麻杆、棉杆、玉米芯、棉籽壳、花生壳等。其工艺流程为：秸杆-→晒干或烘干(水份15％以下)-→秸杆铡切成段-→入炭化窑码放(密封闷烧(炭化)-→冷却、包装。由于秸杆中的纤维素、木质素含量较低，炭化后强度较差，不适宜运输和做燃料，此种产品多磨成细粉用于烟花爆竹和炸药中的助燃剂。为了运输方便和特种用途，在直接炭化后的颗粒炭粉，加入一定量的粘结剂，再用压缩成型机挤压成一定规格和形状的成品木炭。但先炭化后成型的秸杆木炭，发热量和含炭量明显降低，因此在实际生产中很少采用。

二是利用固化成型的秸杆炭化，即先成型后炭化，其工艺流程为：秸杆-→铡切-→干燥-→挤压成型-→炭化-→冷却-→包装入库。

因此，炭化是秸杆木炭生产的关键环节，它把挤压成型的秸杆颗粒加入与空气隔绝的封闭炉膛内，逐步加温，达120-150℃开始热解，但速度非常缓慢，主要是秸杆中水份的蒸发，排气孔冒出白色水蒸汽，秸杆的化学组成几乎没有变化。

从以上分析中可以看出，现有的秸杆炭化技术，无论是利用秸杆直接炭化工艺，或是利用固化成型的秸杆炭化即先成型后炭化的工艺，都存在技术缺陷，前者问题是本秸杆木炭的发热量和含炭量化，造成实际生产中无法使用，后者的问题是环境污染严重，所得的产品吸附能力差，不能作为水处理用的活性炭，而只能用于一般烟花爆竹的生产。

发明内容：

为了提高机制秸杆木炭吸附能力和产品质量，增加机制秸杆木炭应用范围，本发明提供一种利用物理活化法生产活性炭的工艺，利用这种生产工艺生产出的机制秸杆木炭，产品的质量高，机制秸杆木炭的吸附能力强，不仅可以应用烟花爆竹的生产，而且还可以广泛应用饮用水、酒类、各种清凉饮料用水的净化处理和工业废水、生活污水的深度净化，亦适用于室内空气的净化。

本发明是通过以下技术方案实现发明目的的。

一种利用物理活化法生产活性炭的工艺，是在机制秸杆木炭的基础上增加一个活化过程，就是把秸杆木炭破碎后磨成粉沫，重新压制成颗粒状，送入特制的外热式回转活化炉中，以气体为活化剂活化制得。

1、原料：以秸杆机制木炭为生产原料。

2、破碎：把棒状或粗颗粒状的秸杆木炭用对辊破碎机破碎成不定型颗粒。

3、磨粉：将颗粒木炭送球磨机或雷蒙磨进行磨粉，粒径要求140-180目。

4、搅拌混合：为提高活性炭密度和强度，在木炭粉中加入适量的木焦油或煤沥青为粘合剂，在搅拌机中充分搅拌，混匀为度。

5、压制成型：混合好的木炭湿料在间歇式冲压机中挤压成型，或在螺旋挤压机中连续挤压成型。挤压机出口钢制花板孔径一般为1.5-8mm(根据需要选择)，挤出的条料有旋切刀切成3-15mm的颗粒，在颗粒上撒一层炭粉，放置老化数小时。

6、活化：本技术使用的是物理活化法，操作时把压制成型的颗粒料，通过加料装置连续不断地加入特制的外热式回转活化炉内，靠转炉筒体的坡度(一般1％-3％)，由炉头向炉尾移动。物料在移动过程中呈翻转沸腾状态，在炉内经500-600度预热干燥，600-700℃深度炭化，炉中温度达600℃时向内通入适量的水蒸气，水蒸气和物料接触在800-900℃时高温活化，冷却降温至400℃，完成活化过程，通过卸料器排出炉体。

7、筛选。