本發(fā)明涉及到活性炭的制備方法，特別是一種利用農(nóng)林廢棄物板栗刺殼制備活性炭的方法 。
背景技術(shù)：
活性炭是一種多孔碳材料，具有比表面積大、原料來源廣泛、機械強度高、易再生及穩(wěn)定性好等優(yōu)點?；钚蕴客ǔＪ菍⒃显谝欢ǖ臈l件下經(jīng)碳化和活化后得到。碳化的主要目的是得到具有適于活化的初始孔隙和一定機械強度的碳化料，碳化的實質(zhì)是原材料中的有機物進(jìn)行熱解反應(yīng)，包括熱分解反應(yīng)和縮聚反應(yīng)?；罨闹饕康氖侵苽渚哂懈弑缺砻娣e的活性炭；活化方法通常分為物理活化法和化學(xué)活化法。其中，物理活化法是將碳化后的原材料在水蒸氣或二氧化碳中進(jìn)行熱解反應(yīng)，是一種吸熱反應(yīng)，需要外部不斷提供熱源?；瘜W(xué)活化法是把化學(xué)藥品加入原料中，然后在惰性氣體介質(zhì)中加熱，進(jìn)行活化；最具代表性的化學(xué)活化法有氯化鋅法、磷酸鹽法、氯化鈣法和堿法；但是由于采用化學(xué)用品，其會帶來以下問題：對設(shè)備的腐蝕性高；污染環(huán)境；活性炭中殘留有化學(xué)藥品；需要消耗大量的化學(xué)藥品，成本較高；需要外部熱源并嚴(yán)格控制活化溫度。
制備活性炭的原料大致可以分為兩大類：植物類原料和礦物類原料。植物類原料主要包括木材、木炭、果殼、紙漿廢液等；礦物類原料主要包括煤、石油、塑料等。與礦物類原料相比，植物類原料不僅具有可再生、成本低、環(huán)保等優(yōu)點，而且天然的植物纖維結(jié)構(gòu)適合于制備微孔發(fā)達(dá)、比表面積高及機械強度高的活性炭。目前，制備活性炭原料主要為木材和優(yōu)質(zhì)煤等，生產(chǎn)成本較高；因此，近年來特別重視利用各種工農(nóng)業(yè)廢棄物制備高吸附性活性炭。
我國是板栗生產(chǎn)大國，所產(chǎn)板栗所得副產(chǎn)物板栗刺殼（板栗外皮帶刺的殼）目前并沒有得到廣泛應(yīng)用，主要是作為垃圾堆放起來，嚴(yán)重影響環(huán)境衛(wèi)生。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明利用廢棄的農(nóng)林副產(chǎn)物板栗刺殼在酸源、氣源和無機硅作用下，利用氣源使炭體積增加，增加活性炭的比表面積，同時利用酸源使板栗刺殼炭化量增加，無機硅增加顆粒炭的強度，得到一種吸附能力強的活性劑。
一種利用農(nóng)林廢棄物板栗刺殼制備活性炭的方法，所述方法包括如下步驟：
將晾曬干燥水分在16～22％范圍內(nèi)的板栗刺殼由人工送入切碎裝置，切碎成長度在0 .3～0.6cm的短截，碎料經(jīng)皮帶輸送機輸送到成型裝置的料倉；控制進(jìn)料速度，使碎料擠壓成塊狀；塊狀物料由皮帶輸送機輸送到炭化爐料倉；成型塊狀物料間歇進(jìn)入炭化爐，在炭化爐灶中加入酸源、氣源和無機硅經(jīng)320～350℃溫度炭化5～8h成炭塊；將炭塊經(jīng)水冷系統(tǒng)冷卻至常溫后由皮帶輸送機輸送到破碎機進(jìn)料口，炭塊經(jīng)破碎篩分成1.5cm*1cm*1cm大小的不定型顆粒；將不定型顆粒由斗式提升機提升到活化爐料倉，經(jīng)螺旋輸送機輸送入物理法活化轉(zhuǎn)爐，通過物理法活化轉(zhuǎn)爐在700～850℃溫度下，以水作活化劑，活化成活性炭粗品；將活性炭粗品由皮帶輸送機間歇輸送至酸洗裝置，經(jīng)酸洗裝置進(jìn)行酸煮去除灰分；再進(jìn)一步經(jīng)水洗裝置將活性炭洗至中性；將已經(jīng)洗滌至中性的濕活性炭經(jīng)皮帶輸送機輸送到熱風(fēng)連續(xù)干燥裝置進(jìn)料口，控制進(jìn)料速度，使干燥后的活性炭保持水分在8～10％，干燥后，加入納米氧化鋅，并混合均勻得活性炭，其中酸源、氣源、無機硅重量分別為板栗刺殼重量的5%、8%和1%，納米氧化鋅為板栗刺殼重量的0.2%。
其酸源為聚磷酸銨、酒石酸、焦磷酸鉀、焦磷酸鈉中的任意一種；
氣源為三聚氰胺、胍、雙氰胺的任意一種；無機硅為硅酸鈉、偏硅酸鈉的任意一種。
本發(fā)明相比傳統(tǒng)的顆粒活性炭的優(yōu)勢在于：
（1)利用酸源在受熱條件下形成偏磷酸或者聚偏磷酸，使板栗刺殼這種有機物的成炭量增加。
（2）利用氣源使炭的體積增加，增加活性炭的比表面積。
（3）利用無機硅增加膨脹炭的顆粒強度。
（4）納米氧化鋅具有比表面積大和比表面能大的特點，可增加材料吸附性和抗菌性。
（5）本發(fā)明所使用的裝置不限于下述所有的型號、生產(chǎn)廠家，常規(guī)設(shè)備就可達(dá)到。
本實施例中所選用的主要設(shè)備的名稱，型號及生產(chǎn)廠家如下：
物料切碎裝置：cx-1，四川耀農(nóng)機電科技有限公司；
成型裝置：秸稈環(huán)模成型機，YL-0.5，四川耀農(nóng)機電科技有限公司； 炭化爐：納博熱電阻炭化爐，B180，德國納博熱工業(yè)爐公司；
活化爐：HRY-05，四川仁源鍋爐設(shè)備有限公司；
水蒸氣發(fā)生器：全自動電加熱水蒸氣發(fā)生器，WT-0.5，上海威田服裝機械有限公司；
酸洗裝置：酸洗罐，PP-0.5m3，四川仁源鍋爐設(shè)備有限公司；
水洗裝置：水洗罐，PP-0.5m3，四川仁源鍋爐設(shè)備有限公司；
熱風(fēng)連續(xù)干燥裝置：連續(xù)熱風(fēng)干燥裝置，RY-1.5，四川仁源鍋爐設(shè)備有限公司。
具體實施例
實例一
將晾曬干燥水分在16％的板栗刺殼1000kg由人工送入切碎裝置，切碎成長度在0.3cm的短截，碎料經(jīng)皮帶輸送機輸送到成型裝置的料倉；控制進(jìn)料速度，使碎料擠壓成塊狀（成塊就可，大小不限）；塊狀物料由皮帶輸送機輸送到炭化爐料倉；成型塊狀物料間歇進(jìn)入炭化爐，在炭化爐灶中加入聚磷酸銨50kg、三聚氰胺80kg和硅酸鈉10kg經(jīng)320℃溫度炭化5h成炭塊；將炭塊經(jīng)水冷系統(tǒng)冷卻至常溫后由皮帶輸送機輸送到破碎機進(jìn)料口，炭塊經(jīng)破碎篩分成1.5cm*1cm*1cm大小的不定型顆粒；將不定型顆粒由斗式提升機提升到活化爐料倉，經(jīng)螺旋輸送機輸送入物理法活化轉(zhuǎn)爐，通過物理法活化轉(zhuǎn)爐在700℃溫度下，以水80kg作活化劑，活化成活性炭粗品；將活性炭粗品由皮帶輸送機間歇輸送至酸洗裝置，經(jīng)酸洗裝置進(jìn)行酸煮去除灰分；再進(jìn)一步經(jīng)水洗裝置將活性炭洗至中性；將已經(jīng)洗滌至中性的濕活性炭經(jīng)皮帶輸送機輸送到熱風(fēng)連續(xù)干燥裝置進(jìn)料口，控制進(jìn)料速度，使干燥后的活性炭保持水分在8％，干燥后，加入納米氧化鋅2kg，并混合均勻得活性炭。
實例二
將晾曬干燥水分在22％范圍內(nèi)的板栗刺殼1000kg由人工送入切碎裝置，切碎成長度在0.6cm的短截，碎料經(jīng)皮帶輸送機輸送到成型裝置的料倉；控制進(jìn)料速度，使碎料擠壓成塊狀；塊狀物料由皮帶輸送機輸送到炭化爐料倉；成型塊狀物料間歇進(jìn)入炭化爐，在炭化爐灶中加入焦磷酸鉀50kg、胍80kg和偏硅酸鈉10kg經(jīng)350℃溫度炭化8h成炭塊；將炭塊經(jīng)水冷系統(tǒng)冷卻至常溫后由皮帶輸送機輸送到破碎機進(jìn)料口，炭塊經(jīng)破碎篩分成1.5cm*1cm*1cm大小的不定型顆粒；將不定型顆粒由斗式提升機提升到活化爐料倉，經(jīng)螺旋輸送機輸送入物理法活化轉(zhuǎn)爐，通過物理法活化轉(zhuǎn)爐在850℃溫度下，以水80kg作活化劑，活化成活性炭粗品；將活性炭粗品由皮帶輸送機間歇輸送至酸洗裝置，經(jīng)酸洗裝置進(jìn)行酸煮去除灰分；再進(jìn)一步經(jīng)水洗裝置將活性炭洗至中性；將已經(jīng)洗滌至中性的濕活性炭經(jīng)皮帶輸送機輸送到熱風(fēng)連續(xù)干燥裝置進(jìn)料口，控制進(jìn)料速度，使干燥后的活性炭保持水分在10％，干燥后，加入納米氧化鋅2kg，并混合均勻得活性炭。
實例三
將晾曬干燥水分在19％的板栗刺殼1000kg由人工送入切碎裝置，切碎成長度在0.5cm的短截，碎料經(jīng)皮帶輸送機輸送到成型裝置的料倉；控制進(jìn)料速度，使碎料擠壓成塊狀；塊狀物料由皮帶輸送機輸送到炭化爐料倉；成型塊狀物料間歇進(jìn)入炭化爐，在炭化爐灶中加入酒石酸50kg、雙氰胺80kg和硅酸鈉10kg經(jīng)335℃溫度炭化6.5h成炭塊；將炭塊經(jīng)水冷系統(tǒng)冷卻至常溫后由皮帶輸送機輸送到破碎機進(jìn)料口，炭塊經(jīng)破碎篩分成1.5cm*1cm*1cm大小的不定型顆粒；將不定型顆粒由斗式提升機提升到活化爐料倉，經(jīng)螺旋輸送機輸送入物理法活化轉(zhuǎn)爐，通過物理法活化轉(zhuǎn)爐在785℃溫度下，以水80kg作活化劑，活化成活性炭粗品；將活性炭粗品由皮帶輸送機間歇輸送至酸洗裝置，經(jīng)酸洗裝置進(jìn)行酸煮去除灰分；再進(jìn)一步經(jīng)水洗裝置將活性炭洗至中性；將已經(jīng)洗滌至中性的濕活性炭經(jīng)皮帶輸送機輸送到熱風(fēng)連續(xù)干燥裝置進(jìn)料口，控制進(jìn)料速度，使干燥后的活性炭保持水分在9％，干燥后，加入納米氧化鋅2kg，并混合均勻得活性炭。
活性炭實施例的室內(nèi)甲醛吸附性能測試
本實施例為測試本發(fā)明活性炭實施例對室內(nèi)甲醛的吸附性能，分別采用本發(fā)明活性炭實施例對三個甲醛濃度不一樣的房間中的甲醛進(jìn)行吸附，其中每小時流經(jīng)活性炭的氣體量為室內(nèi)容積的8倍，經(jīng)過8h的測試，結(jié)果如表1 所示。
表1 本發(fā)明活性炭實施例對室內(nèi)甲醇的吸附性能
從表1 中可以看出，經(jīng)過8h的凈化之后，實例一到實例三試驗中對甲醛吸附達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，通過三個試驗顯示本發(fā)明活性炭實施例對室內(nèi)甲醛具有很強的吸附性能。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。