稻殼制備活性炭的研究.pdf

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1、第14卷　第3期　　　　　　　　　　　新　型　炭　材　料　　　　　　　　　　　Vol.14No.31999年　9月　　　　　　　　　NEWCARBONMATERIALSSep.1999文章編號　100728827(1999)0320058205稻殼制備活性炭的研究陳愛國(鞍山熱能研究院,遼寧鞍山　114004)摘　要:隨著環(huán)保問題的日趨重視,各行業(yè)對活性炭的需求逐年增加。稻殼是制備活性炭的良好材料,但它的灰分高,如果不對其進(jìn)行降灰處理,難以制備高質(zhì)量的活性炭。通過用NaOH除灰,制備活性炭實(shí)驗(yàn),研究了NaOH溶液濃度、溫度、浸漬時(shí)間對除灰效果的影響及灰

2、分對活性炭吸附性能的影響。經(jīng)除灰后,當(dāng)?shù)練ぬ康幕曳譃?7.31%、17.35%和5.63%時(shí),制備的活性炭的碘值分別為749.0mg?g,997.0mg?g和1127.0mg?g。關(guān)鍵詞:稻殼;除灰;活性炭+中圖分類號:TQ424.19文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A1　引言和各種活化條件對活性炭吸附性能的影響進(jìn)行了研究?！　』钚蕴渴蔷哂懈呶叫阅艿奶坎牧?廣泛用于液體和氣體的凈化、溶劑回收及作催2　試驗(yàn)化劑載體等。隨著對環(huán)保問題的日趨重視,各2.1　原料行業(yè)對活性炭的需求逐年增加。常用生產(chǎn)活試驗(yàn)用稻殼在自然干燥后進(jìn)行工業(yè)分性炭的各種原料有煤炭、木材、椰子殼、骨頭、析,

3、其分析數(shù)據(jù)列于表1。從表1可以看到,果殼、焦炭、樹脂等。這意味著任何碳含量較原料稻殼含有大量的揮發(fā)分(64.51%)且高且價(jià)格低廉的材料均可做為生產(chǎn)活性炭的灰分含量高(12.91%)。在自然狀態(tài)下,它原料。稻殼是有一定碳含量的農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品,我3的視密度為0.1(g?cm),為了制備粒狀活性國擁有豐富的資源,但它的灰分含量過高,不炭,先用螺旋式擠壓機(jī)(型號:FR2200,能力:經(jīng)降灰處理,很難生產(chǎn)出高質(zhì)量的活性炭。本2000kg?h)將稻殼擠壓成外徑55mm,內(nèi)徑工作通過用NaOH除去稻殼炭中的灰分,然15mm、長約500mm的稻殼棒。其工業(yè)分析后進(jìn)行制備

4、活性炭實(shí)驗(yàn),對NaOH溶液濃結(jié)果見表1。度、溫度、浸漬時(shí)間對除灰效果的影響及灰分表1　稻殼和稻殼棒的工業(yè)分析結(jié)果Table1TheproximateanalysisofriceshellandriceshellbarProximateAnalysisW?%SamplesMoistureAshVolatileMatterFixedCarbonRiceshell7.8112.9164.5114.71Riceshellbar6.2512.7164.0017.04收稿日期:1999203209;修訂日期:1999204215作者簡介:陳愛國(19612),男,

5、江蘇淮陰人,高級工程師,主要從事煤巖學(xué)研究及活性炭研究和開發(fā)。第3期陳愛國:稻殼制備活性炭的研究·59·　　稻殼棒的TGA如圖1所示。從圖1可以條件下,所得稻殼炭的體積和重量與稻殼棒看出在200℃～400℃,揮發(fā)分大量析出,在相比,分別減少47.5%和64.5%,稻殼炭的325℃時(shí),揮發(fā)分析出速率達(dá)到最大值,溫度工業(yè)分析結(jié)果列于表3。達(dá)到600℃,揮發(fā)分析出速率大大降低。表3　稻殼炭的工業(yè)分析結(jié)果Table3TheproximateanalysisofthecharProximateanalysisW?%SamplesMoistureAshVolati

6、lematterFixedcarbonChar0.4537.312.6259.62　　從表3可以看到,稻殼炭含有大量的灰分(37.31%)。通常在用水蒸汽制備活性炭(1)的工藝中存在下列反應(yīng):C+H2O=CO+H2$H=+117kJ?mol圖1　稻殼棒的TGACO+H2O=CO2+H2Fig.1TGAofriceshellbarC+CO2=2CO$H=+159kJ?mol這就表明,在活化反應(yīng)過程中,大量的碳2.2　炭化試驗(yàn)被消耗掉。在制備活性炭的工藝過程中,灰分炭化試驗(yàn)采用內(nèi)徑為70mm、長為1600基本不起任何有益的作用,炭化料的灰分幾mm的電加熱旋

7、轉(zhuǎn)式炭化爐。炭化爐的旋轉(zhuǎn)乎全部轉(zhuǎn)入活性炭中,降低了活性炭的固定速度及傾斜角度均可調(diào),本次試驗(yàn)的升溫速碳含量,因而大大地降低了活性炭的吸附能度控制在4.5℃?min,為了防止氧化,在炭化力。因此,為了制備高質(zhì)量的活性炭,希望原的初期和后期,通入N2。在炭化溫度為600℃料炭的灰分盡可能低。和700℃,炭化時(shí)間分別為0min,30min,602.3　除灰實(shí)驗(yàn)min,120min,所得稻殼炭收率分析結(jié)果列于稻殼炭的灰分組成如表4所示。表2?！　谋?可看出稻殼炭的灰成分主要是表2　炭化實(shí)驗(yàn)結(jié)果SiO2(83.7%)。SiO2與NaOH的主要反應(yīng)如Table2

8、Carbonizationtestresults下式:SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H