技術領域：
本發明屬于活性炭制備
技術領域：
，具體涉及一種利用甘蔗渣生產高脫色活性炭的方法。
背景技術：
：木質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域。然而迄今為止，木質纖維素資源的利用率還相當低，只有少部分被用作造紙原料、飼料和制備化學品。傳統的木質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。甘蔗是生產蔗糖的主要原料，在我國南方地區，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廣泛種植，而在這些甘蔗產區，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，既浪費資源，又污染環境，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纖維素，可以利用甘蔗渣木質纖維素資源制備活性炭產品。利用這甘蔗渣生產活性炭，既可以產生經濟效益，又可以減少環境污染。目前，以木質纖維素為原料制取顆粒活性炭大都采用物理法，這種方法所制得的顆粒活性炭雖然強度高，但吸附性能不高，更沒有焦糖脫色能力。而其他以木質纖維素為原料，采用化學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，產生的廢水腐蝕性很強，會對環境造成嚴重污染。技術實現要素：本發明所實際解決的技術問題是：解決甘蔗渣再利用和傳統活性炭吸附能力不強及制備過程中帶來環境污染的問題，采用的關鍵技術手段是采用CO2膨爆預處理增加材料內部孔徑及用碳酸鈉溶液處理代替傳統的強酸處理減少污染，本發明提供一種利用甘蔗渣生產高脫色活性炭的方法，制備的活性炭吸附能力強，且生產過程對環境污染小。本發明采用的技術方案如下：一種利用甘蔗渣生產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。優選的，所述步驟(1)中壓力為16atm，溫度為210℃，處理時間為24min。優選的，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。優選的，所述步驟(2)中在110℃下攪拌處理3.5h。優選的，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)本發明甘蔗渣進行了CO2膨爆處理預處理、碳酸鈉溶液處理、硬化、活化的操作，使其制備出的顆粒活性炭，吸附性能較高，不僅碘吸附值在1524mg/g以上，亞甲基藍在320mg/g以上，而且其焦糖脫色率在130%以上。(2)本發明對甘蔗渣進行CO2膨爆處理預處理，在高溫高壓條件下能夠甘蔗渣內的木質纖維素在短時間內爆碎成渣，破壞木質纖維素內部有序結構，增加其內部孔徑，在后處理過程中增加木質纖維素與堿液的接觸面積，提高其反應效率，大大降低堿液的使用量。(3)本發明采用碳酸鈉溶液對甘蔗渣進行處理制備活性炭，與采用硫酸特別是采用濃硫酸制備活性炭相比，對設備的腐蝕較輕，而且會減小環境污染。綜上所述，本發明變廢為寶，具有對環境污染小，對設備腐蝕程度輕的優點，有助于降低生產成本，且由本發明所制備的活性炭具有脫色性能好。具體實施方式下面通過具體實施例對本發明作進一步詳細介紹，但不局限于此。實施例1一種利用甘蔗渣生產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膨爆容器中進行CO2膨爆處理，壓力為15atm，溫度為190℃，處理時間為28min；(2)將經步驟(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。實施例2一種利用甘蔗渣生產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膨爆容器中進行CO2膨爆處理，壓力為20atm，溫度為230℃，處理時間為20min；(2)將經步驟(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。實施例3一種利用甘蔗渣生產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膨爆容器中進行CO2膨爆處理，壓力為18atm，溫度為200℃，處理時間為27min；(2)將經步驟(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。實施例4一種利用甘蔗渣生產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膨爆容器中進行CO2膨爆處理，壓力為16atm，溫度為210℃，處理時間為24min；(2)將經步驟(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。對比例與實施例4的區別在于：沒有采用CO2膨爆預處理步驟。一種利用甘蔗渣生產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。對上述實施例1至4及對比例制備的活性炭進行活性測試，根據GB/T12496.8-1999測定碘吸附值，根據GB/T12496.10-1999亞甲基藍吸附值，根據GB/T12496.9-1999測定A法焦糖脫色率，測試結果如下表所示：項目實施例1實施例2實施例3實施例4對比例碘吸附值(mg/g)1587152415351607934亞甲基藍吸附值(mg/g)320338384366256A法焦糖脫色率(%)131131130134103從上述結果可以看出，本發明制備的活性炭的碘吸附值在1524mg/g以上，亞甲基藍在320mg/g以上，而且其焦糖脫色率在130%以上，均具有優異的脫色性能。對比例相較于實施例4少了CO2膨爆預處理步驟，其所測的各項性能均大幅下降，有可能是由于CO2膨爆預處理能破壞甘蔗渣內木質纖維素內部有序結構，增加其內部孔徑，增加木質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CO2膨爆預處理，使用的堿液量不夠，對木質纖維素處理不充分，導致制備的活性炭脫色效果降低。另外，本發明具有對環境污染小，對設備腐蝕程度輕的優點，有助于降低生產成本。當前第1頁1 2 3