【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及環保技術、活性炭加工，尤其涉及一種高強度、高著火點棕櫚殼物理法柱狀活性炭制備方法。
技術介紹
1、植物基物理法柱狀活性炭一般多采用椰殼和竹基原料；其中，椰殼原料性能最優，但價格較高；竹基原料由于其鉀含量高，而鉀含量直接影響物理法柱狀活性炭的著火點，使其著火點為320-350℃。而木質原料由于其原料特點，制備的物理法柱狀活性炭強度低、比重輕，無法使用。
2、由于棕櫚殼被歸類為棕櫚果加工鏈中的副產品，其產量巨大，且加工過程中的主要的目標產品是粗棕櫚油和棕櫚油。由于棕櫚殼本身價值不高，長期以來，在棕櫚果加工鏈中一直被作為廢棄物遺棄，部分棕櫚仁殼僅作為動力煤的替代能源。由于棕櫚殼種類多，殼壁厚薄不均，棕櫚果在制作棕櫚油過程，需加入大量白灰，該白灰大部分附著在棕櫚殼上，若未經處理直接制備柱狀活性炭會降低產品強度，同時使其灰分過高。目前市面上暫無棕櫚殼制物理法柱狀活性炭的成功案例。而本專利技術可成功地將棕櫚殼制成物理法柱狀活性炭，其四氯化碳吸附率≥60％，強度≥97％，著火點＞400℃。
3、除此之外，目前市面上的物理法柱狀活性炭所用的粘結劑多為煤焦油和煤瀝青，其為不可再生資源。而竹、木、果殼等生物質原料在炭化過程會產生大量的植物焦油，該焦油氣味重、未被大量使用，因此造成了資源嚴重過剩的情況，如能夠對其加以利用，那將是一種很好的可再生資源。但植物焦油粘度低，直接作為柱狀活性炭粘結劑，所制備的柱狀活性炭強度低，市面上很少利用植物焦油為粘結劑的物理法柱狀活性炭產品。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的在于提出一種實施可靠、原料來源廣、對環境友好且產品性能佳的高強度、高著火點棕櫚殼物理法柱狀活性炭制備方法。
2、為了實現上述的技術目的，本專利技術所采用的技術方案為：
3、一種高強度、高著火點棕櫚殼物理法柱狀活性炭制備方法，其包括：
4、將棕櫚殼原料篩分后，將其用碳酸鈉溶液浸泡處理后濾干，繼而置于水中浸泡和濾干，且水浸泡重復處理預設次數后，得到洗滌料；洗滌料經烘干后，在水蒸氣氣氛下炭化保溫預設時長，得到炭化料；炭化料經粗破碎、篩分、粉碎后，得到炭化料粉末，然后將炭化料粉末與淀粉、蒸餾植物焦油混合后，再加入水進行捏合，繼而經成型加工制得柱狀料，然后將柱狀料炭化、水蒸氣氣氛活化后，制得高強度、高著火點棕櫚殼物理法柱狀活性炭。
5、作為一種可能的實施方式，進一步，本方案將棕櫚殼原料通過3目的篩網，將大于3目的棕櫚殼原料用碳酸鈉溶液和水進行交替浸泡。
6、作為一種可能的實施方式，進一步，本方案所述碳酸鈉溶液的質量濃度為1～10％，且用碳酸鈉溶液和水浸泡棕櫚殼原料的時間均為1h/次；其中，棕櫚殼原料用碳酸鈉溶液浸泡和濾干后，其在水中浸泡、濾干的重復次數為4；洗滌料經烘干后的水分含量控制在15％以內。
7、作為一種可能的實施方式，進一步，本方案洗滌料經烘干后，在水蒸氣氣氛下，以450～650℃的環境溫度炭化保溫10～120min，得到炭化料。
8、作為一種可能的實施方式，進一步，本方案炭化料經間距為3～6mm的雙輥破碎機進行粗破碎后，再篩分得到粒徑大于1.5mm的炭化料，然后對其進行粉碎處理，得到炭化料粉末。
9、作為一種可能的實施方式，進一步，本方案所述淀粉的添加量為炭化料粉末重量的1～4％，所述蒸餾植物焦油的添加量為炭化料粉末重量的25～40％。
10、作為一種較優的實施選擇，優選的，本方案所述蒸餾植物焦油為竹、木、果殼等炭化加工過程所產生的焦油副產物，其采用低溫蒸餾制得，蒸餾溫度為160-240℃。
11、作為一種可能的實施方式，進一步，本方案將炭化料粉末與淀粉、蒸餾植物焦油混合后，再加入水進行捏合時，先用油壓機將混合物料造粒制成φ6-10mm的柱狀料，然后將其二次造粒成型加工制成φ2-5mm的柱狀料，最后將柱狀料炭化、水蒸氣氣氛活化后，制得高強度、高著火點棕櫚殼物理法柱狀活性炭。
12、作為一種較優的實施選擇，優選的，本方案柱狀料的炭化溫度為450～650℃，保溫10～60min、水蒸氣氣氛活化的環境溫度為850～950℃，保溫30～120min。
13、作為一種較優的實施選擇，優選的，本方案包括如下步驟：
14、(1)原料篩分：將棕櫚殼原料通過3目篩網，得到大于3目的粗、厚顆粒的棕櫚殼原料；
15、(2)浸泡洗滌：將步驟(1)篩分獲得的棕櫚殼原料用質量濃度為1～10％碳酸鈉溶液經浸泡1h后濾干；再用水浸泡1h后濾干，然后重復進行水浸泡、濾干，且重復次數大于4次，得到洗滌料；
16、(3)烘干炭化：將洗滌料烘干至水分在15％以內后，將其置于水蒸氣氣氛下，在450-650℃炭化保溫10～120min，得到炭化料；
17、(4)粉碎篩分：將炭化料用間距3-6mm的雙輥破碎機粗破碎，然后篩分得到粒徑大于1.5mm的炭化料，再將其粉碎，得到炭化料粉末；
18、(5)造粒成型：將炭化料粉末與淀粉和蒸餾植物焦油混合均勻后，加入適量水進行捏合，然后用油壓機造粒制成φ6-10mm的柱狀料后，再二次造粒成型制成φ2-5mm的柱狀料，其中，所述淀粉的添加量為炭化料粉末重量的1～4％，所述蒸餾植物焦油的添加量為炭化料粉末重量的25～40％；
19、(6)炭化活化：將柱狀料經過炭化、水蒸氣氣氛活化后，制得高強度、高著火點的棕櫚殼物理法柱狀活性炭；其中，柱狀料的炭化溫度為450～650℃，保溫10～60min；水蒸氣氣氛活化的環境溫度為850～950℃，保溫30～120min。
20、本方案中，在原料篩分時，可以剔除原料中的薄棕櫚殼。
21、采用上述的技術方案，本專利技術與現有技術相比，其具有的有益效果為：
22、(1)本方案使用棕櫚殼作為原料，其可以使用榨油后的棕櫚殼。榨油后的棕櫚殼表面附著的白灰，被油脂包裹、粘附，難以去除。如采用強堿、強酸等處理，會破壞棕櫚殼材料本身的物性，并且殘留的堿、酸在后期續工序中會腐蝕設備、影響造粒強度。因此，本方案利用碳酸鈉溶液浸泡，通過碳酸鈉溶液可洗去榨油后的棕櫚殼的白灰及油脂等影響制備的柱狀活性炭強度的雜質，但不破壞棕櫚殼材料的物理性質，其殘留物不影響柱狀活性炭的產品指標，且對設備無腐蝕性。
23、(2)本方案在炭化處理時，由于棕櫚殼在含水蒸氣氣氛下炭化，使棕櫚殼炭化物與粘結劑有更強的親和力，同時對炭化料進行粗破碎，利用破碎的機械作用，將炭化料表面影響柱狀活性炭強度的雜質、細粉剝離，篩去。
24、(3)本方案使用的蒸餾植物焦油為在低溫下蒸餾，其可去除大部分有刺激性氣味的輕組分，同時增加植物焦油的粘度，作為柱狀活性炭的粘結劑，生產過程臭味更小，且制備柱狀活性炭強度。并且蒸餾溫度越高，制備的柱狀活性炭的比重越高。
25、(4)本方案在制備柱狀活性炭時，采用二次造粒技術制取柱狀料，其可以提高柱狀活性炭的強度、比重。...
【技術保護點】
1.一種高強度、高著火點棕櫚殼物理法柱狀活性炭制備方法，其特征在于，其包括：
2.如權利要求1所述的一種高強度、高著火點棕櫚殼物理法柱狀活性炭制備方法，其特征在于，將棕櫚殼原料通過3目的篩網，將大于3目的棕櫚殼原料用碳酸鈉溶液和水進行交替浸泡。
3.如權利要求1所述的一種高強度、高著火點棕櫚殼物理法柱狀活性炭制備方法，其特征在于，所述碳酸鈉溶液的質量濃度為1～10％，且用碳酸鈉溶液和水浸泡棕櫚殼原料的時間均為1h/次；其中，棕櫚殼原料用碳酸鈉溶液浸泡和濾干后，其在水中浸泡、濾干的重復次數為4；洗滌料經烘干后的水分含量控制在15％以內。
4.如權利要求1所述的一種高強度、高著火點棕櫚殼物理法柱狀活性炭制備方法，其特征在于，洗滌料經烘干后，在水蒸氣氣氛下，以450～650℃的環境溫度炭化保溫10～120min，得到炭化料。
5.如權利要求1所述的一種高強度、高著火點棕櫚殼物理法柱狀活性炭制備方法，其特征在于，炭化料經間距為3～6mm的雙輥破碎機進行粗破碎，然后篩分得到粒徑大于1.5mm的炭化料，再對其進行粉碎處理，得到炭化料粉末。>
6.如權利要求1所述的一種高強度、高著火點棕櫚殼物理法柱狀活性炭制備方法，其特征在于，所述淀粉的添加量為炭化料粉末重量的1～4％，所述蒸餾植物焦油的添加量為炭化料粉末重量的25～40％。
7.如權利要求6所述的一種高強度、高著火點棕櫚殼物理法柱狀活性炭制備方法，其特征在于，所述蒸餾植物焦油為竹、木、果殼等炭化加工過程所產生的焦油副產物，其采用低溫蒸餾制得，蒸餾溫度為160-240℃。
8.如權利要求1所述的一種高強度、高著火點棕櫚殼物理法柱狀活性炭制備方法，其特征在于，將炭化料粉末與淀粉、蒸餾植物焦油混合后，再加入水進行捏合時，先用油壓機將混合物料造粒制成φ6-10mm的柱狀料，然后將其二次造粒成型加工制成φ2-5mm的柱狀料，經炭化、水蒸氣氣氛活化后，得到高強度、高著火點棕櫚殼物理法柱狀活性炭。
9.如權利要求8所述的一種高強度、高著火點棕櫚殼物理法柱狀活性炭制備方法，其特征在于，柱狀料的炭化溫度為450～650℃，保溫10～60min、水蒸氣氣氛活化的環境溫度為850～950℃，保溫30～120min。
10.如權利要求1至9之一所述的一種高強度、高著火點棕櫚殼物理法柱狀活性炭制備方法，其特征在于：其包括如下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種高強度、高著火點棕櫚殼物理法柱狀活性炭制備方法，其特征在于，其包括：
2.如權利要求1所述的一種高強度、高著火點棕櫚殼物理法柱狀活性炭制備方法，其特征在于，將棕櫚殼原料通過3目的篩網，將大于3目的棕櫚殼原料用碳酸鈉溶液和水進行交替浸泡。
3.如權利要求1所述的一種高強度、高著火點棕櫚殼物理法柱狀活性炭制備方法，其特征在于，所述碳酸鈉溶液的質量濃度為1～10％，且用碳酸鈉溶液和水浸泡棕櫚殼原料的時間均為1h/次；其中，棕櫚殼原料用碳酸鈉溶液浸泡和濾干后，其在水中浸泡、濾干的重復次數為4；洗滌料經烘干后的水分含量控制在15％以內。
4.如權利要求1所述的一種高強度、高著火點棕櫚殼物理法柱狀活性炭制備方法，其特征在于，洗滌料經烘干后，在水蒸氣氣氛下，以450～650℃的環境溫度炭化保溫10～120min，得到炭化料。
5.如權利要求1所述的一種高強度、高著火點棕櫚殼物理法柱狀活性炭制備方法，其特征在于，炭化料經間距為3～6mm的雙輥破碎機進行粗破碎，然后篩分得到粒徑大于1.5mm的炭化料，再對其進行粉碎處理，得到炭化料粉末。
6.如權利要求1所述的一種高強度、高著火...
【專利技術屬性】
技術研發人員：歐文，周萬文，余云坤，吳敬鳳，陳衛群，林雯怡，
申請(專利權)人：福建南平三元循環技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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