技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于活性炭制備
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種利用甘蔗渣生產(chǎn)高脫色活性炭的方法。
背景技術(shù)：
：木質(zhì)纖維素資源廣泛存在于自然界中，作為可再生資源，其可用于化工或能源領(lǐng)域。然而迄今為止，木質(zhì)纖維素資源的利用率還相當(dāng)?shù)?，只有少部分被用作造紙原料、飼料和制備化學(xué)品。傳統(tǒng)的木質(zhì)纖維素資源利用途徑比較單一，除了還田外，主要利用途徑是燃燒、氣化和水解。甘蔗是生產(chǎn)蔗糖的主要原料，在我國南方地區(qū)，尤其是我國福建、廣東、海南、廣西、四川、云南、臺灣等南方熱帶地區(qū)廣泛種植，而在這些甘蔗產(chǎn)區(qū)，甘蔗煉糖之后，會留下甘蔗渣，一般通過焚燒處理這些甘蔗渣，既浪費(fèi)資源，又污染環(huán)境，如何將這些甘蔗渣變廢為寶，是亟需解決的問題。甘蔗渣中含有豐富的木質(zhì)纖維素，可以利用甘蔗渣木質(zhì)纖維素資源制備活性炭產(chǎn)品。利用這甘蔗渣生產(chǎn)活性炭，既可以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，又可以減少環(huán)境污染。目前，以木質(zhì)纖維素為原料制取顆?；钚蕴看蠖疾捎梦锢矸?，這種方法所制得的顆粒活性炭雖然強(qiáng)度高，但吸附性能不高，更沒有焦糖脫色能力。而其他以木質(zhì)纖維素為原料，采用化學(xué)法制備出具有焦糖脫色率的皆為粉炭，并且大多需要采用濃硫酸處理原料，產(chǎn)生的廢水腐蝕性很強(qiáng)，會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所實(shí)際解決的技術(shù)問題是：解決甘蔗渣再利用和傳統(tǒng)活性炭吸附能力不強(qiáng)及制備過程中帶來環(huán)境污染的問題，采用的關(guān)鍵技術(shù)手段是采用CO2膨爆預(yù)處理增加材料內(nèi)部孔徑及用碳酸鈉溶液處理代替?zhèn)鹘y(tǒng)的強(qiáng)酸處理減少污染，本發(fā)明提供一種利用甘蔗渣生產(chǎn)高脫色活性炭的方法，制備的活性炭吸附能力強(qiáng)，且生產(chǎn)過程對環(huán)境污染小。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種利用甘蔗渣生產(chǎn)高脫色活性炭的方法，包括以下步驟：(1)將甘蔗渣粉碎后放入到CO2膨爆容器中進(jìn)行CO2膨爆處理，壓力為15atm～20atm，溫度為190℃～230℃，處理時間為20min～28min；(2)將經(jīng)步驟(1)處理后的甘蔗渣加入到碳酸鈉溶液中，碳酸鈉溶液濃度為60g/L～150g/L，甘蔗渣與碳酸鈉溶液的重量比為1:1～3:1，在80℃～120℃下攪拌處理2h～5h；(3)將步驟(2)處理后的甘蔗渣過濾，擠壓成顆粒，將成型顆粒在120℃～180℃下硬化1h～2h后，然后在350℃～550℃下活化1h～3h；(4)用水煮沸，經(jīng)洗滌至活性炭的PH值為5～6后，脫水、烘干，即制備得到高脫色活性炭。優(yōu)選的，所述步驟(1)中壓力為16atm，溫度為210℃，處理時間為24min。優(yōu)選的，所述步驟(2)中碳酸鈉溶液濃度為106g/L，甘蔗渣與碳酸鈉溶液的重量比為2:1。優(yōu)選的，所述步驟(2)中在110℃下攪拌處理3.5h。優(yōu)選的，所述步驟(3)中將成型顆粒在140℃下硬化1.5h后，然后在450℃下活化1.5h。有益效果：(1)本發(fā)明甘蔗渣進(jìn)行了CO2膨爆處理預(yù)處理、碳酸鈉溶液處理、硬化、活化的操作，使其制備出的顆?；钚蕴浚叫阅茌^高，不僅碘吸附值在1524mg/g以上，亞甲基藍(lán)在320mg/g以上，而且其焦糖脫色率在130%以上。(2)本發(fā)明對甘蔗渣進(jìn)行CO2膨爆處理預(yù)處理，在高溫高壓條件下能夠甘蔗渣內(nèi)的木質(zhì)纖維素在短時間內(nèi)爆碎成渣，破壞木質(zhì)纖維素內(nèi)部有序結(jié)構(gòu)，增加其內(nèi)部孔徑，在后處理過程中增加木質(zhì)纖維素與堿液的接觸面積，提高其反應(yīng)效率，大大降低堿液的使用量。(3)本發(fā)明采用碳酸鈉溶液對甘蔗渣進(jìn)行處理制備活性炭，與采用硫酸特別是采用濃硫酸制備活性炭相比，對設(shè)備的腐蝕較輕，而且會減小環(huán)境污染。綜上所述，本發(fā)明變廢為寶，具有對環(huán)境污染小，對設(shè)備腐蝕程度輕的優(yōu)點(diǎn)，有助于降低生產(chǎn)成本，且由本發(fā)明所制備的活性炭具有脫色性能好。具體實(shí)施方式下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)介紹，但不局限于此。實(shí)施例1一種利用甘蔗渣生產(chǎn)高脫色活性炭的方法，包括以下步驟：(1)將甘蔗渣粉碎后放入到CO2膨爆容器中進(jìn)行CO2膨爆處理，壓力為15atm，溫度為190℃，處理時間為28min；(2)將經(jīng)步驟(1)處理后的甘蔗渣加入到碳酸鈉溶液中，碳酸鈉溶液濃度為150g/L，甘蔗渣與碳酸鈉溶液的重量比為1:1，在80℃下攪拌處理5h；(3)將步驟(2)處理后的甘蔗渣過濾，擠壓成顆粒，將成型顆粒在180℃下硬化1h后，然后在350℃下活化3h；(4)用水煮沸，經(jīng)洗滌至活性炭的PH值為5～6后，脫水、烘干，即制備得到高脫色活性炭。實(shí)施例2一種利用甘蔗渣生產(chǎn)高脫色活性炭的方法，包括以下步驟：(1)將甘蔗渣粉碎后放入到CO2膨爆容器中進(jìn)行CO2膨爆處理，壓力為20atm，溫度為230℃，處理時間為20min；(2)將經(jīng)步驟(1)處理后的甘蔗渣加入到碳酸鈉溶液中，碳酸鈉溶液濃度為60g/L，甘蔗渣與碳酸鈉溶液的重量比為3:1，在120℃下攪拌處理2h；(3)將步驟(2)處理后的甘蔗渣過濾，擠壓成顆粒，將成型顆粒在120℃下硬化2h后，然后在550℃下活化1h；(4)用水煮沸，經(jīng)洗滌至活性炭的PH值為5～6后，脫水、烘干，即制備得到高脫色活性炭。實(shí)施例3一種利用甘蔗渣生產(chǎn)高脫色活性炭的方法，包括以下步驟：(1)將甘蔗渣粉碎后放入到CO2膨爆容器中進(jìn)行CO2膨爆處理，壓力為18atm，溫度為200℃，處理時間為27min；(2)將經(jīng)步驟(1)處理后的甘蔗渣加入到碳酸鈉溶液中，碳酸鈉溶液濃度為130g/L，甘蔗渣與碳酸鈉溶液的重量比為1.5:1，在90℃下攪拌處理4h；(3)將步驟(2)處理后的甘蔗渣過濾，擠壓成顆粒，將成型顆粒在130℃下硬化1.8h后，然后在380℃下活化2h；(4)用水煮沸，經(jīng)洗滌至活性炭的PH值為5～6后，脫水、烘干，即制備得到高脫色活性炭。實(shí)施例4一種利用甘蔗渣生產(chǎn)高脫色活性炭的方法，包括以下步驟：(1)將甘蔗渣粉碎后放入到CO2膨爆容器中進(jìn)行CO2膨爆處理，壓力為16atm，溫度為210℃，處理時間為24min；(2)將經(jīng)步驟(1)處理后的甘蔗渣加入到碳酸鈉溶液中，碳酸鈉溶液濃度為106g/L，甘蔗渣與碳酸鈉溶液的重量比為2:1，在110℃下攪拌處理3.5h；(3)將步驟(2)處理后的甘蔗渣過濾，擠壓成顆粒，將成型顆粒在140℃下硬化1.5后，然后在450℃下活化1.5h；(4)用水煮沸，經(jīng)洗滌至活性炭的PH值為5～6后，脫水、烘干，即制備得到高脫色活性炭。對比例與實(shí)施例4的區(qū)別在于：沒有采用CO2膨爆預(yù)處理步驟。一種利用甘蔗渣生產(chǎn)高脫色活性炭的方法，包括以下步驟：(1)將甘蔗渣加入到碳酸鈉溶液中，碳酸鈉溶液濃度為106g/L，甘蔗渣與碳酸鈉溶液的重量比為2:1，在110℃下攪拌處理3.5h；(2)將步驟(1)處理后的甘蔗渣過濾，擠壓成顆粒，將成型顆粒在140℃下硬化1.5后，然后在450℃下活化1.5h；(3)用水煮沸，經(jīng)洗滌至活性炭的PH值為5～6后，脫水、烘干，即制備得到高脫色活性炭。對上述實(shí)施例1至4及對比例制備的活性炭進(jìn)行活性測試，根據(jù)GB/T12496.8-1999測定碘吸附值，根據(jù)GB/T12496.10-1999亞甲基藍(lán)吸附值，根據(jù)GB/T12496.9-1999測定A法焦糖脫色率，測試結(jié)果如下表所示：項(xiàng)目實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4對比例碘吸附值(mg/g)1587152415351607934亞甲基藍(lán)吸附值(mg/g)320338384366256A法焦糖脫色率(%)131131130134103從上述結(jié)果可以看出，本發(fā)明制備的活性炭的碘吸附值在1524mg/g以上，亞甲基藍(lán)在320mg/g以上，而且其焦糖脫色率在130%以上，均具有優(yōu)異的脫色性能。對比例相較于實(shí)施例4少了CO2膨爆預(yù)處理步驟，其所測的各項(xiàng)性能均大幅下降，有可能是由于CO2膨爆預(yù)處理能破壞甘蔗渣內(nèi)木質(zhì)纖維素內(nèi)部有序結(jié)構(gòu)，增加其內(nèi)部孔徑，增加木質(zhì)纖維素與堿液的接觸面積，大大降低堿液的使用量，而對比例由于未經(jīng)CO2膨爆預(yù)處理，使用的堿液量不夠，對木質(zhì)纖維素處理不充分，導(dǎo)致制備的活性炭脫色效果降低。另外，本發(fā)明具有對環(huán)境污染小，對設(shè)備腐蝕程度輕的優(yōu)點(diǎn)，有助于降低生產(chǎn)成本。當(dāng)前第1頁1 2 3