[发明专利]一种制备钙-镧改性除磷生物质炭的生产工艺

说明书

本发明公开了一种制备钙‑镧改性除磷生物质炭的生产工艺，包括：步骤S1、将氯化钙和氯化镧溶于水中，然后得到混合物；步骤S2、将玉米芯进行干燥处理，在将干燥后玉米芯破碎成玉米芯颗粒,再对玉米芯颗粒进行抛光处理；步骤S3、将抛光后的玉米芯颗粒放入步骤S1中的混合物中浸泡，然后得到碳化原料；步骤S4、将碳化原料进行烘干处理，得到干燥的碳化原料；步骤S5、将经过干燥的碳化原料进行碳化处理，得到生物质炭；本发明具有易于控制，成本低，产量高的特点，所产改性生物质炭具有除磷吸附性能高、选择性高、可在利用等优点，在废水处理领域有很大的应用潜力。

技术领域

本发明涉及生物质炭材料技术领域，特别是涉及一种制备钙-镧改性除磷生物质炭的生产工艺。

背景技术

磷是衡量地表水水质状况的重要指标，也是导致水体富营养化的主要因素之一，限制磷的排放对治理水体富营养化和促进生态系统稳定至关重要。常见的除磷方法有化学法、生物法、电解法和吸附法等，其中吸附法不仅投入使用简单，而且能高效回收利用磷资源。除磷的主要吸附材料有离子交换树脂、水铁矿、改性陶粒、改性生物质碳等，改性生物质炭作为一种新兴技术已备受关注，相比传统吸附材料，具有吸附效果高、成本低、环境兼容性好、应用适配性高等优势。

生物质炭是生物质在缺氧高温条件下热解产生的富碳、小颗粒多孔材料，表面带有大量负电荷，能够吸附水环境中的重金属和有机污染物，利用生物质炭在废水处理领域有很大的应用潜力。一般的生物质炭虽然孔隙结构微孔多，比表面积大，但表面基团调节范围窄，吸附选择性较差。通常对生物质炭进行改性，利用金属改性改变生物质炭表面官能团，从而提高生物质炭的吸附能力和选择性。

本发明采用氯化钙和氯化镧作为改性剂，玉米芯颗粒作为生物质炭碳化原料，经过内循环封闭式限氧生物质炭热裂解转窑设备碳化，实现了具有高效除磷特性的生物质炭规模化生产工艺。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种制备钙-镧改性除磷生物质炭的生产工艺，包括如下步骤：

步骤S1、将氯化钙和氯化镧溶于水中，然后得到混合物；

步骤S2、将玉米芯进行干燥处理，在将干燥后玉米芯破碎成粒径5-8mm的玉米芯颗粒，再对玉米芯颗粒进行抛光处理；

步骤S3、将抛光后的玉米芯颗粒放入步骤S1中的混合物中浸泡，玉米芯颗粒与混合物按比例混合，然后得到碳化原料；

步骤S4、将碳化原料进行烘干处理，得到干燥的碳化原料；

步骤S5、将干燥的碳化原料进行碳化处理，得到生物质炭。

优选的，对得到的生物质炭进行喷淋降温，然后进行干燥处理；所述喷淋降温的操作具体为采用中性自来水进行喷洒。

优选的，在所述步骤S2中，将玉米芯进行干燥至含水量低于10％。

优选的，在所述步骤S3中，所述浸泡之后残渣量小于2％。

优选的，在所述步骤S4中，在进行烘干处理时，烘干后的含水率小于8％；

优选的，在所述步骤S5中，所述碳化处理的操作具体为将烘干处理之后的产物置于内循环封闭式限氧生物质炭热裂解转窑中进行碳化；在进行碳化处理时，碳化温度为600-800℃。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用玉米芯颗粒作为碳化原料在业内为首例，玉米芯颗粒具有比较好的吸水性，同时具有一定的强度，原料容易获得，并且产量丰富。

2、本发明采用水溶性好的氯化钙和氯化镧，经济安全，能有效的在生物质炭表面或内部的片状金属结晶，能够与显负电荷的阴离子吸附质(磷酸盐)产生静电作用并形成单核或多核的复合物。