[发明专利]一种磺化竹炭的加工工艺

说明书

技术领域

本发明属于竹炭加工领域，更具体地说，本发明涉及一种磺化竹炭的加工工艺。

背景技术

竹炭是近年来开发的新产品。与木炭相比，竹炭具有特殊的微小构造和较大的比表面积，因而具有较强的吸附能力等优良功能，经过高温活化后，可制成功能更强大的活性炭。竹炭及其副产品附加值高，用途广泛，可以制造出用于农业、化工、医疗卫生、环境保护等领域的系列产品。对热解竹炭进行磺化改性,可以成功地在碳骨架芳环边缘引入磺酸基团,得到具有催化活性的磺化竹炭。将磺化竹炭作为催化剂用于醛、酮与乙二醇的缩合反应时,在其用量仅为醛酮摩尔分数的万分之二时,反应仍能较快进行,绝大多数醛、酮转化率在90％以上,选择性好,重复使用性能良好。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种含水率低、灰分少、固定碳量高的磺化竹炭的加工工艺。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种磺化竹炭的加工工艺，包括如下步骤：

(1)备料

将竹材按竹龄、立地条件分类堆放,堆放时间为1-3d，堆放温度为20-24℃；

(2)装窑

将备料好的竹材细端朝下、粗端朝上,向内倾斜的放置到窑内距窑门30-50cm处；

(3)热解

将窑内的温度升高对竹材进行精炼；

(4)冷却

将精炼后的竹炭在窑中自然冷却到50-60℃后出炭； 

(5)存放

将普通竹炭进行筛选,去除大颗粒、泥沙、粉尘等，取30-50目,置于烘箱中烘干，放置到空气干燥清洁的仓库中,并根据出窑日期、窑体中不同位置、精炼度的不同分类堆放；

(6)磺化

取存放的竹炭,加入质量分数50％的硫酸,升温至100℃，恒温磺化2-4h,冷却干燥后得到磺化竹炭试样；

(7)加工、包装 

将干燥后的磺化竹炭试样根据要求依次分批进一步加工成不同形状和尺寸，在进一步加工前先抽检其精炼度,然后根据精炼度的不同进行进一步加工和包装。

优选的，所述步骤(3)中热解分为干燥阶段、预炭化阶段、炭化阶段、煅烧阶段。

优选的，所述干燥阶段的温度为160-180℃、预炭化阶段的温度为180-340℃、炭化阶段的温度为350-450℃、煅烧阶段的温度为 400-440℃。

优选的，所述步骤(6)竹炭质量与发烟硫酸质量的比值为1:4-1:6。

优选的，所述步骤(6)中冷却的方法为加入去离子水冷却。

优选的，所述冷却后需要将磺化竹炭洗涤至中性，然后再用氯化钡水溶液检测。

有益效果：本发明提供了一种磺化竹炭的加工工艺，热解分为干燥阶段、预炭化阶段、炭化阶段、煅烧阶段以及各阶段温度的控制，依靠外部供给能量，使竹材中的水分不断蒸发，组分发生分解，提高竹炭中的固定炭含量，竹炭质量与发烟硫酸质量的比值为1:4-1:6，可以使竹炭进一步脱水炭化引起结构重整，获得精度好的磺化竹炭，加入去离子水冷却，以及冷却后需要将磺化竹炭洗涤至中性，然后再用氯化钡水溶液检测，可以检测是否含有硫酸根离子，确保制得的磺化竹炭的质量。加工出来的磺化竹炭含水率低、灰分少、固定碳量高，市场潜力巨大,前景广阔。

具体实施方式

实施例1：

一种磺化竹炭的加工工艺，包括如下步骤：

(1)备料

将竹材按竹龄、立地条件分类堆放,堆放时间为1d，堆放温度为20℃；

(2)装窑

将备料好的竹材细端朝下、粗端朝上,向内倾斜的放置到窑内距窑门30cm处；

(3)热解

将窑内的温度升高对竹材进行精炼，热解分为干燥阶段、预炭化阶段、炭化阶段、煅烧阶段，温度设置分别是干燥阶段为160℃、预炭化阶段为180℃、炭化阶段为350℃、煅烧阶段为400℃；

(4)冷却

将精炼后的竹炭在窑中自然冷却到50℃后出炭； 

(5)存放

将普通竹炭进行筛选,去除大颗粒、泥沙、粉尘等，取30目,置于烘箱中烘干，放置到空气干燥清洁的仓库中,并根据出窑日期、窑体中不同位置、精炼度的不同分类堆放；

(6)磺化

取存放的竹炭,加入质量分数50％的硫酸,竹炭质量与发烟硫酸质量的比值为1:4，升温至100℃，恒温磺化2h,加入去离子水冷却，冷却后需要将磺化竹炭洗涤至中性，接着再用氯化钡水溶液检测，检测到无硫酸根离子为止，然后干燥后得到磺化竹炭试样；