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1、10申请公布号CN102020274A43申请公布日20110420CN102020274ACN102020274A21申请号201010586084322申请日20101214C01B31/1020060171申请人卞奎友地址236000安徽省阜阳市颍泉区河滨中路58号72发明人卞奎友54发明名称利用物理活化法一次生产秸秆活性炭的新工艺57摘要利用物理活化法一次生产秸秆活性炭的新工艺，是先将农作物秸秆原料铡切、烘干、粉碎成粉状物，然后加入粘合剂压制成形，放入炭化炉内，利用炭化炉13的坡度进行先炭化、后活化一次制得秸秆活性炭，本发明的优点是1、节约了作为原料的秸秆，原生产1吨秸秆木炭需耗用3吨。
2、压缩秸秆；1吨秸秆活性炭需耗用3吨秸秆木炭，即总计消耗压缩秸杆9吨，现在一次性完成生产，需耗用压缩秸秆5吨，节约4吨；2、节约燃料煤的消耗和电能。原工艺两次生产都是从冷料开始加温，而现在用一次加温，只是时间延长，节省煤碳约三分之一，电能三分之一；3、节约劳动力约四成；4、省去了炭化炉，节约了固定资产投资。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图1页CN102020288A1/1页21利用物理活化法一次生产秸杆活性炭的新工艺，是先将农作物秸杆原料铡切、烘干、粉碎成粉状物，然后加入粘合剂压制成形，放入炭化炉内，利用炭化炉13的坡度进行先炭化、后活化。
3、一次制得秸杆活性炭。2根据权利要求1所述的利用物理活化法一次生产秸杆活性炭的新工艺，其特征是具体工艺如下1铡切，把农作物秸杆原料铡切成为510MM大小的颗粒状；2烘干，把铡切料烘干，水份在10以下；3粉碎，把烘干后的原料粉碎为1030目的粉状物；4搅拌混合，为提高活性炭的强度，在粉状秸杆料中加入适量的木焦油或煤沥青搅拌均匀，也可加入少量磷酸或氢氧化钾辅助剂，粘合剂与不同规格的产品原料最佳配合比是秸杆孔径225MM秸杆孔径354MM高强度炭秸杆粉152010152025木焦油808585907580温度6090609060905压制成形，采用电加热螺旋挤压机或利用高温冲压机压制成直径35MM柱状。
4、体；6炭化，本工艺分为两个过程，一是依靠外界供给热量使热解温度上升，吸热分解阶段把秸杆颗粒加入与空气隔绝的封闭的特制的炉膛内，逐步加温，达120150开始热解，但速度非常缓慢，蒸发秸杆中所含的水份，秸杆的化学组成几乎没有变化，当温度超过150到275，秸杆进入预炭化阶段，热解加快，秸杆的化学组成开始发生变化，其中不稳定的成分，如半纤维素分解生成二氧化碳、一氧化碳和少量醋酸；二是依靠自身放出的热量供给热量的放热反应阶段当温度超过275至450时，秸杆急剧地进热分解，生成大量的分解产物，生成的液体产物中含较大量的醋酸，甲醇和焦油等，生成的气体产物中二氧化碳量逐步减少，而甲烷、乙烯等可燃气体逐渐增多。
5、，当温度超过450到500时，这个阶段依靠外部供给热量进行秸杆炭煅烧，排除残留在秸杆炭中的挥发物质，提高秸杆炭中的固定炭含量，这时，生成的液体产物已经很少，最后形成秸杆炭，俗称炭化料；7活化，活性炭之所以有很强的吸附能力，主要是它具有特殊的微晶结构，级为发达的微孔和巨大的比表面积，使微孔形成和扩大的过程称为活化过程，本工艺，在炭化结束后物料在炉体中继续向前移动，进入高温活化区，并通入水蒸汽，温度控制在850900度，时间一般15小时，进行活化，达到增强炭的吸附性能，活化后的炭料，称为活化料；8冷却，活化料在炉内排入冷却管冷却到100度以下自动出料；9包装入库，内塑膜、外编织袋包装，计量一般为5。
6、KG、10KG、20KG、25KG。权利要求书CN102020274ACN102020288A1/4页3利用物理活化法一次生产秸秆活性炭的新工艺技术领域0001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一次性生产秸杆活性炭的新工艺，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0002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。
7、源回收利用日益迫切，吸附法在废水处理中的作用越来越重要。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生产活性炭，替代日益减少的煤炭资源。0003秸杆活性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，使秸杆制成活性炭的过程，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。0004就秸杆木炭生产而言，炭化工艺分为两大类0005一是利用秸。
8、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碳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中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。0006二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。0007先成型后炭化。
9、工艺为现时大多数厂家采用的流行工艺，生产出的木炭即为机制秸杆木炭。这种方法的关键工艺是秸杆的炭化，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120150开始热解，但速度非常缓慢，主要是蒸发秸杆中的水份，排气孔冒出白色水蒸汽，造成污染。0008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，前者问题是秸杆木炭的发热量和含炭量明显降低，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说明书CN102020274ACN10202。
10、0288A2/4页4爆竹的生产。0009本发明人在2010年5月6日提出的一种利用物理活化法生产活性炭的工艺发明专利申请中申请号2010101633145提供的利用物理活化法生产秸杆活性炭工艺中，其技术方案的核心工艺是将秸杆活性炭的生产分两步进行，即先把秸杆炭化成秸杆木炭，再以秸杆木炭为原料，经粉碎、混料、压制成形，然后进行活化制得秸杆活性炭。这虽然是在农作物秸杆利用技术上的根本突破，但原工艺还存在不足之处，须两次生产才能制得活性炭。现在通过我们的研究试验，以得较大改进，即把原两次生产合为一次完成。具体的说就是把秸杆、铡切、烘干、粉碎成粉，加入粘合剂压制成形，在炭化炉内先炭化、后活化一次完成秸。
11、杆活性炭的生产。发明内容0010为了节约原料，减少能耗，降低生产成本，本发明提供一种利用物理活化法一次性生产秸杆活性炭的新工艺。0011本发明是通过以下技术方案实现其发明目的的。0012利用物理活化法一次生产秸杆活性炭的新工艺，是先将农作物秸杆原料铡切、烘干、粉碎成粉状物，然后加入粘合剂压制成形，放入炭化炉内，利用炭化炉13的坡度进行先炭化、后活化一次制得秸杆活性炭。0013其具体工艺是00141、铡切，把农作物秸杆原料铡切成为510MM大小的颗粒状。00152、烘干，把铡切料烘干，水份在10以下。00163、粉碎，把烘干后的原料粉碎为1030目的粉状物。00174、搅拌混合，为提高活性炭的强。
12、度，在粉状秸杆料中加入适量的木焦油或煤沥青搅拌均匀，也可加入少量磷酸或氢氧化钾辅助剂，粘合剂与不同规格的产品原料最佳配合比是0018秸杆孔径225MM秸杆孔径354MM高强度炭秸杆粉152010152025木焦油808585907580温度60906090609000195、压制成形，采用电加热螺旋挤压机或利用高温冲压机压制成直径35MM柱状体。00206、炭化，本工艺分为两个过程，一是依靠外界供给热量使热解温度上升，吸热分解阶段把秸杆颗粒加入与空气隔绝的封闭的特制的炉膛内，逐步加温，达120150开始热解，但速度非常缓慢，蒸发秸杆中所含的水份，秸杆的化学组成几乎没有变化，当温度超过150到2。
13、75，秸杆进入预炭化阶段，热解加快，秸杆的化学组说明书CN102020274ACN102020288A3/4页5成开始发生变化，其中不稳定的成分，如半纤维素分解生成二氧化碳、一氧化碳和少量醋酸；二是依靠自身放出的热量供给热量的放热反应阶段当温度超过275至450时，秸杆急剧地进热分解，生成大量的分解产物，生成的液体产物中含较大量的醋酸，甲醇和焦油等，生成的气体产物中二氧化碳量逐步减少，而甲烷、乙烯等可燃气体逐渐增多，当温度超过450到500时，这个阶段依靠外部供给热量进行秸杆炭煅烧，排除残留在秸杆炭中的挥发物质，提高秸杆炭中的固定炭含量，这时，生成的液体产物已经很少，最后形成秸杆炭，俗称炭化料。
14、。00217、活化，活性炭之所以有很强的吸附能力，主要是它具有特殊的微晶结构，级为发达的微孔和巨大的比表面积，使微孔形成和扩大的过程称为活化过程，本工艺，在炭化结束后物料在炉体中继续向前移动，进入高温活化区，并通入水蒸汽，温度控制在850900度，时间一般15小时，进行活化，达到增强炭的吸附性能，活化后的炭料，称为活化料。00228、冷却，活化料在炉内排入冷却管冷却到100度以下自动出料。00239、包装入库，内塑膜、外编织袋包装，计量一般为5KG、10KG、20KG、25KG。0024本发明的优点是1、节约了作为原料的秸杆。原生产1吨秸杆木炭需耗用3吨压缩秸杆；1吨秸杆活性炭需耗用3吨秸杆木。
15、炭，即总计消耗压缩秸杆9吨。现在一次性完成生产，需耗用压缩秸杆5吨，节约4吨。2、节约燃料煤的消耗和电能。原工艺两次生产都是从冷料开始加温，而现在用一次加温，只是时间延长，节省煤碳约三分之一，电能三分之一。3、节约劳动力约四成。4、省去了炭化炉，节约了固定资产投资。附图说明0025附图是本发明生产工艺流程图。具体实施方式0026下面结合附图对本发明作进一步说明。0027如图所示，以棉花、玉米秸杆为原料，利用物理活化法一次生产秸杆活性炭的新工艺00281、铡切，把农作物秸杆铡切成为10MM大小的颗粒状。00292、烘干，把铡切料烘干，水份含量达8。00303、粉碎，把烘干后的原料粉碎为30目的粉。
16、状物。00314、搅拌混合，加入80的木焦油搅拌混合均匀00325、压制成形，采用电加热螺旋挤压机压制成直径5MM柱状体。00336、炭化，把秸杆颗粒加入与空气隔绝的封闭的特制的炉膛内，逐步加温，达120开始热解，蒸发秸杆中所含的水份，当温度超过150到275，秸杆进入预炭化阶段，热解加快，秸杆的化学组成开始发生变化，其中不稳定的成分，如半纤维素，分解生成二氧化碳、一氧化碳和少量醋酸。0034当温度超过275至450时，秸杆急剧地进热分解，生成大量的分解产物，生成的液体产物中含较大量的醋酸，甲醇和焦油等，生成的气体产物中二氧化碳量逐步减少，而甲烷、乙烯等可燃气体逐渐增多，说明书CN102020。
17、274ACN102020288A4/4页60035当温度超过450到500时，这个阶段依靠外部供给热量进行秸杆炭煅烧，排除残留在秸杆炭中的挥发物质，提高秸杆炭中的固定炭含量，这时，生成的液体产物已经很少，最后形成秸杆炭，俗称炭化料。00367、活化，在炭化结束后物料在炉体中继续向前移动，进入高温活化区，并通入水蒸汽，温度控制在850度，时间是15小时，进行活化，达到增强炭的吸附性能，活化后的炭料，称为活化料。00378、冷却，活化料在炉内排入冷却管冷却到100度以下自动出料。00389、包装入库，内塑膜、外编织袋包装，计量为每包25KG。说明书CN102020274ACN102020288A1/1页7说明书附图CN102020274A。