[发明专利]利用污泥作为原料制备活性炭的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的用气态活化剂制备活性炭的方法，尤其是采用污泥作为原料低温制备活性炭的方法。

背景技术

目前采用气态活化剂制备活性炭的方法，通常采用木材，煤炭，果壳等做炭质原料，用水蒸气，高温烟气或是它们的混合气体作为活化介质，活化阶段一般要在700~900℃温度条件下活化24-72小时。例如以木材或是木材废料作为炭质原料，制备活性炭，由于活化需24-48小时，因而制造工艺中周期长，能耗大，产品得率低，再加上原料缺且价格高，使其生产和使用都受到了一定的限制。

本发明的目的是选用对环境有污染影响而各种条件又适合制备活性炭的廉价垃圾——污泥作为原料来代替大量的木材、煤炭等原料来制备多规格多性能的活性炭材料。由于污泥是由细菌类、真菌类、原生动物等异种个体群所组成的混合培养体，剩余活性污泥中的主要物质仍是这些微生物及其死亡后的残留物，即剩余活性污泥中大部分物质是有机物，其中含有60%～70%的粗蛋白质，25%左右的碳水化合物，而无机灰分仅占5%左右；另一方面，剩余污泥含碳量较高，其组成可用分子式C₅H₇NO₂表示，理论含碳量约为53%。由于污泥中含有较多的碳，具备了制备活性炭的客观条件，可以在一定温度下热解炭化活化制得活性炭。

开发采用污泥作为原料制备活性炭的方法，可以降低活性炭的制造成本，扩大活性炭使用市场，减少污染并达到废物利用。

技术内容

技术问题：本发明提供一种降低环境污染且有助于降低生产成本的活性炭制备方法，这种方法可以较好的实现工业化的生产。

技术方案：本发明利用污泥作为原料的制备活性炭的方法，采用低温流态化活化法制备高性能炭吸附材料的方法，利用污泥中炭质制备活性炭的方法，以城市污水厂污泥为原料,在低温条件下，采用流化床加热的方式，通过物理活化法制备污泥活性炭具体如下：

将经过干燥的污泥作为炭质原料，再将该炭质原料在炭化条件为300~400℃下炭化1h-2h，在活化条件为500~700℃下，在流化床中用水蒸气活化20min~1h。

所述的污泥为炭元素含量在15%以上的污泥。

所述的干燥的污泥是指含水率为含水率15%以下的污泥。

有益效果：

(1)污泥来源广，数量大，该方法不仅可以除掉大量污泥减少环境污染和土地占用，同时因为污泥几乎不需要成本，经济效益十分显著。

(2)采用污泥作为炭质原料，活化时间和所需温度都有所缩短和降低，因而能耗降低，生产周期短，加上产品得率的提高，生产成本大大降低，其经济比木材等作为原料要高不少。

(3)采用流态化的方式低温制备污泥活性炭，与传统的物理活化法相比，其吸附性能有了一定的提升，亚甲基蓝吸附值可达60mg/g以上，而且具有装置简单，适应品种变化，生产强度大等优点。

具体实施方式

实施例1采用江苏句容污水处理厂的的污泥在经过脱水干燥并初步热解后剩余的产物作为原料。在流化床中500℃下用水蒸气活化20min，在流态化活化完成后，磨粉，即可得到活性炭粉末。该实例产品得率为71.55%，堆积密度为943kg/m³，碘吸附值为233.48mg/g，亚甲基蓝吸附值为60.47mg/g。

实施例2采用江苏句容污水处理厂的的污泥在经过脱水干燥并初步热解后剩余的产物作为原料。在流化床中600℃下用水蒸气活化30min，在流态化活化完成后，磨粉，即可得到活性炭粉末。该实例产品得率为77.2%，堆积密度为951kg/m³，碘吸附值为173.74mg/g，亚甲基蓝吸附值为49.89mg/g。

实施例3采用江苏句容污水处理厂的的污泥在经过脱水干燥并初步热解后剩余的产物作为原料。在流化床中500℃下用水蒸气活化10min，在流态化活化完成后，磨粉，即可得到活性炭粉末。该实例产品得率为70.25%，堆积密度为967kg/m³，碘吸附值为188.67mg/g，亚甲基蓝吸附值为50.51mg/g。