一种联产制备竹质活性炭和竹醋液、竹焦油的方法技术

本发明专利技术提供了一种联产制备竹质活性炭和竹醋液、竹焦油的方法，其包括化学法生产步骤和物理法生产步骤，化学法生产步骤采用磷酸法生产化学炭，物理法生产步骤包括以下步骤：将竹片于200－250℃下干燥后送至炭化炉，于300－400℃下进行炭化30－60min，形成第一炭化料和第一烟气；将第一炭化料送至活化炉，使第一炭化料于900－950℃下与水蒸气反应5－7h，形成物理炭；将第一烟气冷凝后得到冷凝液和尾气，将冷凝液分离纯化后得到竹醋液和竹焦油；尾气燃烧产生的热能作为化学法生产步骤中的能量来源。这种方法能够减少能源消耗和物料损失，减少对环境的污染，实现物料和能源的合理配置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及活性炭生产领域，具体而言，涉及一种联产制备竹质活性炭和竹醋液、竹焦油的方法。
技术介绍
活性炭是一类由含炭物质制造的微晶质炭，其外观呈黑色、内部孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强。活性炭具有很好的化学稳定性、机械强度及耐酸碱、耐热等特性，使它被广泛应用于食品、化工、国防、医药、环保及农业等诸多领域。竹材或其加工剩余物在热解过程中产生的气体混合物经冷凝器分离后，得到棕黑色的液体，经澄清后分为两层，上层为澄清竹醋液，下层为竹焦油。竹醋液和竹焦油中均还有丰富的天然高分子有机化合物，能够被广泛的用于农业、化工、医药等领域。竹子，是禾本科多年生的木质化植物，在我国种植范围广。竹子的生长速度快，成材早于一般的木质化植物，且产量高。目前，以竹子为原料来生产活性炭均是采用物理法，这种方法的耗能高、产率低、生产成本大，且生产所得的活性炭的质量层次不齐，不利于活性炭的进一步利用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种联产制备竹质活性炭和竹醋液、竹焦油的方法，该方法同时采用物理法生产竹质物理活性炭(物理炭)和化学法生产竹质化学活性炭(化学炭)，并同时制得有极大商业价值的竹醋液和竹焦油。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种联产制备竹质活性炭和竹醋液、竹焦油的方法，该竹质活性炭包括化学炭和物理炭，该方法包括化学法生产步骤和物理法生产步骤，化学法生产步骤采用磷酸法生产得到化学炭，物理法生产步骤：将竹片于200－250℃下干燥后送至炭化炉，于300－400℃下进行炭化30－60min，形成第一炭化料和第一烟气；将第一炭化料送至活化炉，使第一炭化料于900－950℃下与水蒸气反应5－7h，形成物理炭；将第一烟气冷凝后得到冷凝液和尾气，将冷凝液分离纯化后得到竹醋液和竹焦油；尾气燃烧产生的热能作为化学法生产步骤中的能量来源。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)在本方案中，采用物理－化学联合法制备竹质活性炭，在采用物理法生产物理炭的同时，采用磷酸法来生产化学炭。将物理法生产过程中尾气所携带的热量用于化学炭的生产中，物尽其用，减少了能源消耗和物料损失，减少对环境的污染。(2)相比于传统的活性炭生产步骤或者竹醋液、竹焦油生产步骤，这种方法实现物料和能源的合理配置，活性炭的产率高，竹醋液和竹焦油的产量大，降低生产成本。(3)在物理炭的生产过程中，将炭化和活化分开，即炭化炉与活化炉相互独立，相比于传统的炭化－活化一体炉，这种方法能够确保物料在炭化炉中完全炭化，即所得到的第二活化料的品质均一，进而使得活化后得到的同批次的物理炭品质好，结构和性能稳定，不会出现同一批次的物理炭的品质层次不齐的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为实施例8所提供的一种联产制备竹质活性炭和竹醋液、竹焦油的方法的流程图。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。本实施例提供一种联产制备竹质活性炭和竹醋液、竹焦油的方法，竹质活性炭包括化学炭和物理炭，该方法包括化学法生产步骤和物理法生产步骤。在本方案中，采用物理－化学联合法制备竹质活性炭，在采用物理法生产物理炭的同时，采用磷酸法来生产化学炭。将物理法生产过程中尾气所携带的热量用于化学炭的生产中，物尽其用，减少了能源消耗和物料损失，减少对环境的污染，且降低生产成本。相比于传统的活性炭生产步骤或者竹醋液、竹焦油生产步骤，这种方法实现物料和能源的合理配置，物尽其用，活性炭的产率高，竹醋液和竹焦油的产量大。在本申请中，化学炭是指采用磷酸法制得的竹质活性炭，即磷酸法竹质活性炭，简称为化学炭。物理炭指采用物理法制得的竹质活性炭，简称为物理炭。其中，物理法生产步骤：(1)将竹片于200－250℃下干燥后送至炭化炉，于300－400℃下进行炭化30－60min，形成第一炭化料和第一烟气。(2)将第一炭化料送至活化炉，使第一炭化料于900－950℃下与水蒸气反应5－7h，形成物理炭。在物理炭的生产过程中，将炭化和活化分开，即炭化炉与活化炉相互独立，相比于传统的炭化－活化一体炉，这种方法能够确保物料在炭化炉中完全炭化，即所得到的第二活化料的品质均一，进而使得活化后得到的同批次的物理炭品质好，结构和性能稳定，不会出现同一批次的物理炭的品质层次不齐的问题。(3)将第一烟气冷凝后得到冷凝液和尾气，将冷凝液分离纯化后得到竹醋液和竹焦油。竹醋液是用竹材烧炭的过程中，收集竹材在高温分解中产生的气体，并将这种气体在常温下冷却得到的液体物质。竹醋液含有近300种天然高分子有机化合物，如有机酸类、醇类、酮类、醛类、酯类及微量的碱性成分等。竹醋液的除臭作用就十分著名，经常用于卫生间的除臭，如今则在家畜的饲料中混以竹醋液，减少排泄物的异味。竹焦油中也还有丰富的天然分子有机化学物，比如苯酚、2，6－二甲氧基苯酚、4－乙基苯酚以及4－乙基－2－甲氧基苯酚等。竹焦油对植物病原细菌有很强的抑制作用，且具有低毒、无刺激性、无致敏性等特点，有望开发成一种新型高效的农用杀菌剂。在本专利技术较佳的实施例中，冷凝液在剧烈搅拌后静置，去除位于上层的水后，再静置2－24h后分层，上层为竹焦油粗品，下层为竹醋液粗品。冷凝液在剧烈搅拌的条件下混合，冷凝液中的各种成分之间相互碰撞的概率大，随后在重力以及化合物极性的作用下，溶液会出现分层现象，从而得到有商业价值的副产品，即竹焦油和竹醋液。在本专利技术较佳的实施例中，将竹焦油粗品与水混合进行萃取，以除去竹焦油粗品中溶于水的杂质，萃取2－5次，优选为萃取3次，合并油相，得到竹焦油。采用这种方法处理竹焦油粗品，有利于提高竹焦油的产量和质量。进一步优选的，将竹醋液粗品与化学炭或者物理炭混合，以除去竹醋液粗品中的杂质，过滤后得到竹醋液。而使用后的物理炭或者化学炭，则可以重新放进活化炉中进行活化，有利于资源的循环利用。近年来空气质量逐渐恶化，空气中悬浮有大量的细颗粒物，其中含有大量的重金属、微生物等有害物质。绝大部分的这种细颗粒物的直径小于100nm，这种细颗粒物有很强的穿透能力，能够穿透鞋面而与脚部接触。而目前，虽然有部分鞋垫中带有活性炭，但这种活性炭的孔隙多为大孔(直径大于100nm)或者微孔(直径小于4nm)，这种活性炭对于粒径在4－100nm的细颗粒物及细菌等微生物的吸附能力差。而目前，孔隙为过渡孔(直径为4－100nm)的活性炭的生产方法只有两种，一种是以煤炭为原料来生产的活性炭，另一种是将使用后的活性炭进行活化再生。这两种方法生产的活性炭，虽然孔隙多以过渡孔为主，但活性炭内含有含量众多的重金属，使其用途仅局限于污水处理等工业中，而不能用于食品、药品、化妆品和生活用品等领域。鉴于此，本专利技术对化学法生产步骤进行优化，以竹子为原料，制得的化学炭含有丰富的过渡孔和少量的小孔，这种化学炭不含重金属等有害物质，安全有效，能够用于食品、药品、化妆品、生活用品等领域。化学法生产步骤采用磷酸法生产化学炭，包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种联产制备竹质活性炭和竹醋液、竹焦油的方法，其特征在于，所述竹质活性炭包括化学炭和物理炭，所述方法包括化学法生产步骤和物理法生产步骤，所述化学法生产步骤采用磷酸法生产得到所述化学炭；所述物理法生产步骤包括：将竹片于200－250℃下干燥后送至炭化炉，于300－400℃下进行炭化30－60min，形成第一炭化料和第一烟气；将所述第一炭化料送至活化炉，使所述第一炭化料于900－950℃下与水蒸气反应5－7h，形成所述物理炭；将所述第一烟气冷凝后得到冷凝液和尾气，将所述冷凝液分离纯化后得到竹醋液和竹焦油；所述尾气燃烧产生的热能作为所述化学法生产步骤中的能量来源。

【技术特征摘要】
1.一种联产制备竹质活性炭和竹醋液、竹焦油的方法，其特征在于，所述竹质活性炭包括化学炭和物理炭，所述方法包括化学法生产步骤和物理法生产步骤，所述化学法生产步骤采用磷酸法生产得到所述化学炭；所述物理法生产步骤包括：将竹片于200－250℃下干燥后送至炭化炉，于300－400℃下进行炭化30－60min，形成第一炭化料和第一烟气；将所述第一炭化料送至活化炉，使所述第一炭化料于900－950℃下与水蒸气反应5－7h，形成所述物理炭；将所述第一烟气冷凝后得到冷凝液和尾气，将所述冷凝液分离纯化后得到竹醋液和竹焦油；所述尾气燃烧产生的热能作为所述化学法生产步骤中的能量来源。2.根据权利要求1所述的联产制备竹质活性炭和竹醋液、竹焦油的方法，其特征在于，所述化学法生产步骤包括：将竹屑与磷酸溶液A混合并进行捏合10－30min，其中，所述竹屑与所述磷酸溶液A的浸渍比为1：1.4－1.6；所述竹屑的粒度为6－35目，所述竹屑的含水量为12－20％；所述磷酸溶液A的浓度为50－55％；将捏合后的物料与400－650℃的第二烟气进行逆流直接接触3.5－4.5h，以使所述物料炭化并活化后得到第二活化料，所述第二活化料通过洗涤、干燥和粉碎后，即得所述化学炭。3.根据权利要求2所述的联产制备竹质活性炭和竹醋液、竹焦油的方法，其特征在于，将所述尾气通入锅炉，用于生产所述水蒸气，将所述锅炉排出的第三烟气至少分为两部分，一部分用于干燥所述竹片，另一部分用于所述化学法生产步骤中的所述竹屑的干燥、所述物料的炭化活化过程以及所述第二活化料的干燥过程。4.根据权利要求1所述的联产制备竹质活性炭和竹醋液、竹焦油的方法，其特征在于，所述冷凝液在剧烈搅拌后静置，去除位于上层的水后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高爱民，
申请(专利权)人：荥经县极星生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51