[发明专利]一种竹材熔盐热解资源化利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种竹材熔盐热解资源化利用方法，属于生物质资源化利用技术领域。

背景技术

竹子主要分布于热带、亚热带和暖温带地区，被称为“世界第二大森林”。我国竹资源十分丰富，是中国重要的森林资源。同时竹子是一种速生丰产的植物，生长周期短，产量高，且具有强度高、硬度大、韧性好、可塑性强等优良特性，是优异的木材替代材料，应用十分广泛，包括竹笋、竹编织品、竹材加工、建筑材料、竹浆造纸、竹纤维、竹炭等。

根据LY/T 2221‐2013竹炭生产技术规程，传统的竹炭生产工艺主要有砖砌窑和机械炉两种，基本分为备料、装料、热解、冷却、存放几个阶段，而热解阶段又分为干燥阶段、预碳化阶段、碳化阶段、煅烧阶段。采用砖砌窑和机械炉的工艺可进行竹炭的大规模生产，同时烟气经冷凝收集成为竹醋液，但是这种方式生产的竹炭品质和活性不高，没有经过活化，应用十分有限。为提高竹炭的活性，初步制得的竹炭再进行活化，包括物理活化和化学活化。物理活化是在一定的温度下，用合适的氧化性气体如水蒸气、二氧化碳、空气或者他们的混合物对竹炭进行活化，物理活化工艺简单、成本低，但要消耗掉大量碳分子；化学活化是将竹炭和活化剂混合后在一定的温度下进行活化，常用的活化剂有KOH、NaOH、ZnCl₂、H₃PO₄等，化学活化效果一般比物理活化效果好，但成本较高、污染较大、活化剂不能循环利用。且两步法制备活性竹炭过程较为繁琐、工艺复杂，因此找到一种一步制备高性能活性竹炭的方法是十分必要的。

竹醋液是竹材热解得到的液体产物，是竹炭生产过程中的副产物，有刺激性烟熏味。竹醋液成分十分复杂，含有几十种化合物。国内竹醋液的开发、应用发展十分迅速，正逐步形成一个产业群。竹醋液产量和品种逐年增多，作为绿色产品在工业、农业、食品加工、日化和医药领域有着广泛的应用。但是传统生产工艺收集的竹醋液，因其成分较复杂、颜色较深、刺激性气味较大，给其应用带来了困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提供一种竹材熔盐热解资源化利用方法，可实现活性竹炭的一次性制备，以及竹醋液的一次性精制和去除颜色、刺激性气味。

本发明所采用的技术方案是：一种竹材熔盐热解资源化利用方法，其特征在于将竹材置于高温熔盐中在惰性气氛下进行热解，所得固体产物经水洗得到竹炭，生成的气体产物经冷凝得到竹醋液。

按上述方案，所述的竹材包括不同竹龄的毛竹、楠竹及其加工废弃物之竹条、竹屑或竹粉。

按上述方案，所述的熔盐为碳酸钾、碳酸钠、碳酸锂、氯化钾、氯化钠、氯化锂、氯化钙中的一种或多种混合。

按上述方案，热解温度为400℃到1000℃，反应0.5～2小时。

按上述方案，所述的竹材预先在100～120℃下干燥10～12小时。

本发明的有益效果在于：熔盐既提供了无氧的反应环境，又作为活化剂对竹炭进行活化，同时可调整竹醋液组分，去除竹醋液的颜色和刺激性烟熏味；其次，熔盐和竹炭可容易地分离，并且可重复利用，降低成本，实现对竹材的综合资源化利用。

附图说明

图1本发明方法的工艺流程图；

图2实施例1中竹屑熔盐热解前后对比图；

图3实施例4中550℃热解温度下制备的活性竹炭的SEM图；

图4实施例7中650℃热解温度下制备的毛竹竹醋液的GC‐MS图；

图5实施例8中楠竹活性竹炭对甲醛气体的吸附量对比图。

具体实施方式

一种竹材熔盐热解资源化利用方法，包括有以下步骤：

1)将竹材切碎、干燥，置于耐高温的网袋或篮筐中，将网袋或篮筐固定在一个可升降的操作杆上；

2)在反应装置中盛放一定量的熔盐，保持反应装置中的惰性气氛，将熔盐加热至400℃至1000℃，使熔盐成为熔融状态；

3)将网袋或篮筐通过操作杆浸入到熔盐中，反应0.5～2小时，将网袋或篮筐提出熔盐并在惰性气氛下冷却，然后将产物取出用水洗去产物中的盐即可得到高活性的竹炭。

4)反应生成的气体产物在惰性气体的带动下，从反应装置的出气孔进入到后续的冷凝装置，凝结为液体产物竹醋液。

本发明方法中，所用的竹材为毛竹、楠竹等竹类或竹条、竹屑、竹粉等竹材加工废弃物；

本发明方法中，装竹材所用的网袋或篮筐主要为泡沫镍或不锈钢网，可升降的操作杆主要为镍棒或不锈钢棒；