本发明专利技术涉及一种物理法处理烟杆废弃物制造活性炭的方法，将原料烟杆废弃物破碎后，入微波辐射装置中加热处理，控制辐射功率为２～６０ｋＷ，进料速度为２～２００ｋｇ／ｈ，加热时间为２～１５分钟，加热到７２０～７３０℃时通入水蒸气进行活化，水蒸气流量为５０～６００ｍＬ／ｍｉｎ，活化２～５分钟，得到活性炭块，活性炭块冷却后经粉碎至粒度－２００目，得到活性炭产品。本发明专利技术省去了酸洗和水洗两个工艺过程，微波辐射装置可连续进出料，进料速度可调节，辐射功率可调节，仅用４～２０分钟即可完成加热和活化过程，缩短了反应时间，可获得高质量的活性炭产品。
【技术实现步骤摘要】
一种物理法处理烟杆废弃物制活性炭的方法(一)
：物理法制造活性炭领域、(二)
技术介绍
：活性炭已被广泛应用于国防、化工、石油、纺织、食品、医药、原子能工业、城市建设、环境保护以及人类生活的各个方面，随着我国经济的高速发展，活性炭的年需求量呈逐年上升的态势。在活性炭的生产中，物理活化法生产活性炭是先把含碳原料预热、干燥和炭化，然后将气体活化剂-水蒸气、二氧化碳、氧气、空气、烟道气通过灼热的碳层，并与碳发生活化反应进行活化，活化后的物料经过酸洗和水洗，干燥后粉碎即制得活性炭产品。物理活化法的显著特征是有效克服了化学法污染严重(大气和水体)，有重金属残留影响产品质量等缺点。在物理活化法中又分为焖烧炉烟道气体活化法、机械耙动炉水蒸气活化法、沸腾炉水蒸气活化法和多管炉水蒸气活化法等，上述方法的活化温度都在850～1100℃，活化时间在120分钟以上，导致能耗和成本过高，因而开发出一种短流程、能耗低的活性炭制造方法显得尤为重要。《云南化工》2003年第1期文章《水蒸气-微波法制备颗粒活性炭新工艺》，《黄金》2003年第7期文章《微波辐射水蒸气法制备提金活性炭的研究》，《林产化学与工业》2003年第3期《微波辐射烟杆水蒸气法制活性炭工艺研究》，这些文献中涉及的活性炭制造工艺都采用微波辐射作为热源，利用水蒸气为活化剂，分别以椰子壳、椰子壳炭化料和烟杆来制造活性炭的工艺，均为本申请人发表，文献所涉及的活性炭制造工艺尚处实验室水平，在上述工艺条件基础上做了进一步研究。(三)专利技术的内容本专利技术的目的是以烟杆废弃物为原料，以微波辐射为热源，通过控制进料速度和物料温度，调节活化时间和水蒸气流量，对原料进行活化处理，获得活性炭-->产品。本专利技术是通过下面的技术方案实现的。工艺流程图如图1所示。原料烟杆固体废弃物经粉碎机粉碎后，送入微波辐射装置中进行微波辐射加热，通入水蒸气活化处理，得到活性炭产品。专利技术按以下步骤完成：①原料烟杆废弃物破碎为长度5～10mm，直径3～5mm；②破碎后的原料入微波辐射装置中加热处理，控制辐射功率为2～60kW，进料速度为2～200kg/h；加热时间为2～15分钟，加热到720～730℃时通入水蒸气进行活化，水蒸气流量为50～600mL/min，活化2～5分钟，得到活性炭块；③活性炭块冷却至室温后经粉碎至粒度-200目，得到活性炭产品。本专利技术的原理如下：烟杆废弃物在加热过程中，大量挥发性物质被去除，留下了大部分不易挥发的碳，当通入水蒸气时，炭会发生氧化反应。通常认为，炭的氧化反应并不是在炭的整个表面都均匀地进行，而仅仅是在活性点即和水蒸气亲和力大的部位进行。炭和水蒸气的反应如下式： (1) (2) (3)在传统加热过程中，吸收热量后的微晶端部或微晶平面上晶格缺损的部分等被认为是氧化反应的活性点，活性点数目很少，最多是比表面积的百分之几，同时在通入水蒸气后，由于物料温度的降低，活性点数目急剧降低，促使反应速度降低，导致活化反应时间的延长，为加快反应速度的进行，必须要将活化反应温度维持在850～1100℃；由于传统加热过程中，热量由表及里的进行，要得到较多的活性点，必须要将整个物料加热到850～1100℃，才能使反应进行得-->比较充分，这无疑浪费了大量的能量。而对于微波辐射加热，除微晶端部或微晶平面上晶格缺损的部分吸收微波辐射的能量作为活性点外，物料中会有多点吸收微波积聚能量成为活性点促使反应加速，大幅降低了活化反应时间，在微波场中，活性点与水蒸气反应后即形成孔隙，避免将整个物料加热，从而使反应温度降低到720～730℃；同时碳的损耗降低，在后续步骤中可以省去酸洗和水洗两个工艺过程。本专利技术同公知技术相比较，具有以下优点：①原料加热温度可控为720～730℃，有效降低活化温度130～380℃；②省去了酸洗和水洗两个工艺过程；仅用4～20分钟即可完成加热和活化过程，缩短了反应时间；③微波辐射装置可实现连续进出料，进料速度可调节；微波辐射功率可调节，④活性炭产品的质量高，吸附性能强，碘吸附值和亚甲基蓝吸附值达到或超过了国家一级品标准，同时活性炭产品成本低。(四)附图说明：图1是本专利技术工艺流程图(五)具体实施方式：实施例一将取自云南玉溪地区的烟杆固体废弃物破碎成颗粒，其长度为5～8mm，直径为4～5mm；装入功率为60kW的微波辐射装置(辐射功率的输入连续可调，微波辐射装置可连续进出料)中加热，控制进料速度为200kg/h，辐射加热时间10min，温度达到725±3℃，通入水蒸气进行活化，水蒸气流量为480mL/min，活化时间为5min，得到活性炭经冷却至25℃后粉碎至-200目以下。活性炭的得率为24.73％，按国家标准(GB12496.1～22-1999)的要求对活性炭产品进行分析，主要质量指标-亚甲基蓝吸，附值为14mL/0.1g，碘吸附值为1108.37mg/g。实施例二将取自云南昭通地区的烟杆固体废弃物破碎成颗粒，其长度为8～10mm，直-->径为3～4mm，后装入功率为20kW的微波辐射装置(辐射功率的输入连续可调，微波辐射装置可连续进出料)中辐射8min，温度达到723±3℃，通入水蒸气进行活化，水蒸气流量为385mL/min，活化时间为4min，活化过程中调节微波辐射功率控制物料的温度在720～730℃，进料速度为80kg/h；物料取出冷却至25℃后粉碎至-200目以下。活性炭的得率为24.37，后按国家标准(GB12496.1～22-1999)的要求对活性炭产品进行分析，主要质量指标-亚甲基蓝吸附值为13mL/0.1g，碘吸附值为1082.37mg/g。而国家标准(GB/T13803.3-1999)中活性炭一级品的亚甲基蓝吸附值为9ml/0.1g，碘吸附值为1000mg/g。实施例三将取自云南玉溪地区的烟杆固体废弃物破碎成颗粒，其长度为5～7mm，直径为3～4mm；后装入功率为2kW的微波辐射装置中辐射12min，温度达到726±3℃，通入水蒸气进行活化，水蒸气流量为85mL/min，活化时间为3min，活化过程中调节微波辐射功率控制物料的温度在726±3℃，进料速度为3kg/h；物料取出冷却至25℃后粉碎至-200目以下。活性炭的得率为25.34％，后按国家标准(GB12496.1～22-1999)的要求对活性炭产品进行分析，主要质量指标-亚甲基蓝吸附值为14mL/0.1g，碘吸附值为1062.12mg/g。而国家标准(GB/T13803.3-1999)中活性炭一级品的亚甲基蓝吸附值为9ml/0.1g，碘吸附值为1000mg/g。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种物理法处理烟杆废弃物制造活性炭的方法，其特征是：专利技术按以下步骤完成：原料破碎为长度５～１０ｍｍ，直径３～５ｍｍ，入微波辐射装置中加热处理，控制辐射功率为２～６０ｋＷ，进料速度为２～２００ｋｇ／ｈ，加热时间为２～１５分钟，加热到７２０～７３０℃时通入水蒸气进行活化，水蒸气流量为５０～６００ｍＬ／ｍｉｎ，活化２～５分钟，得到活性炭块，活性炭块冷却后经粉碎至粒度－２００目，得到活性炭产品。
【技术特征摘要】
1、一种物理法处理烟杆废弃物制造活性炭的方法，其特征是：发明按以下步骤完成：原料破碎为长度5～10mm，直径3～5mm，入微波辐射装置中加热处理，控制辐射功率为2～60kW，进料速度为2～200kg/h，加热时间为2～15分钟，加热到720～730℃时通入水蒸...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭金辉，张利波，张世敏，郭胜惠，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：53[中国|云南]
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