一種以核桃殼為原料制備活性炭的方法及應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種以核桃殼為原料制備活性炭的方法及應(yīng)用。本發(fā)明以核桃殼為原料，采用真空熱解法經(jīng)粉碎、干燥、炭化、膨化活化、冷卻、出料篩分等工序制備出活性炭，將獲得的活性炭作為微生物肥載體應(yīng)用。本發(fā)明的優(yōu)點是生產(chǎn)周期短、反應(yīng)溫度低、生產(chǎn)成本低、能耗低、不產(chǎn)生環(huán)境污染，作為微生物肥載體在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用中能改善土壤團粒結(jié)構(gòu)、減少土壤板結(jié)、增強土壤蓄水性，起到固氮緩釋肥料、減少肥料用量和腐熟農(nóng)作物秸桿作用。
【專利說明】—種以核桃殼為原料制備活性炭的方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及活性炭制備領(lǐng)域，特別涉及一種用核桃殼制備活性炭的方法和以獲得的活性炭作為微生物肥載體的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]目如國內(nèi)活性炭生廣制造工藝存在著聞污染、聞能耗、聞成本等諸多缺陷，嚴(yán)重制約了活性炭行業(yè)的發(fā)展和產(chǎn)品的應(yīng)用，而且生產(chǎn)活性炭的有機資源如木屑、果殼、果核等資源分部地域廣，如不能加以利用不但造成了資源浪費還形成了環(huán)境污染。以核桃為例，近年來許多企業(yè)為方便消費者食用，預(yù)先將核桃破殼取出核桃仁，然后將核桃仁炒制加工后再銷售，由此產(chǎn)生了大量的核桃硬殼。這些硬殼質(zhì)地硬密，不易腐爛，堆放野外容易污染環(huán)境，目前基本都是采用焚燒的方式進行處理。雖然在部分技術(shù)文獻(xiàn)中給出了一些利用核桃殼制備活性炭的方法，這些制備方法主要以化學(xué)活化法和物理活化法為主。化學(xué)活化法是將原料與化學(xué)藥品以一定比例混合、浸潰一段時間后，在惰性氣體的保護下將炭化和活化同時進行的一種制備方式，常用的活化劑多為強堿和強酸，這種方法操作時有一定危險，產(chǎn)生的廢液很難重復(fù)使用，環(huán)境污染嚴(yán)重且工藝繁復(fù)。而物理活化法是將原料先進行600~800°C左右高溫炭化后，再在600~1200°C左右下對炭化物進行活化，這種方法反應(yīng)溫度高，活化時間長，一般在幾十小時以上，且設(shè)備投資大、能耗高。因此提供一種無污染、低能耗、生產(chǎn)成本低、投資少的活性炭生產(chǎn)技術(shù)，已經(jīng)是當(dāng)前科技環(huán)保型市場經(jīng)濟發(fā)展亟待解決的技術(shù)問題。
[0003]另外，目前使用活性炭作為微生物肥載體未見報道。將以活性炭為載體的微生物肥用于農(nóng)業(yè)花卉、大棚蔬菜、水果等經(jīng)濟作物和農(nóng)業(yè)大田使用，在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟作物優(yōu)良品種培育、綠色農(nóng)業(yè)產(chǎn)品發(fā)展方面有廣闊的市場和應(yīng)用前景。微生物肥常見載體有牛糞、粉碎的農(nóng)作物秸桿、稻殼等，這些載體都存在菌肥保存時間短以及雜菌多、雜土雜物成分及有害物質(zhì)多等情況，嚴(yán)重影響菌體的存活和繁殖。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無污染、低能耗、生產(chǎn)成本低、投資少的用核桃殼制備活性炭方法和以獲得的活性炭作為微生物肥載體的應(yīng)用。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種以核桃殼為原料制備活性炭的方法，該方法包括以下步驟:
a)粉碎:將核桃殼清洗風(fēng)干后，粉碎篩分成I~2mm粒徑的顆粒；
b)干燥:將步驟a)中的核桃殼顆粒在600mmHg真空負(fù)壓條件下,于反應(yīng)爐內(nèi)在持續(xù)攪拌中升溫至120°C，干燥I~2小時；
c)炭化:當(dāng)核桃殼顆粒的含水量<5%時,在600mmHg真空負(fù)壓條件下,繼續(xù)升溫至400~450°C炭化4~6小時；d)膨化、活化:在400~450°C和600mmHg真空負(fù)壓條件下，至少分三次充入總量為280Kpa~330Kpa的3m3水蒸汽對步驟c)制成的原料進行膨化、活化，其中每次充入容積為Im3的水蒸汽后停止充汽，當(dāng)爐壓下降至600mmHg真空負(fù)壓時再次充入水蒸汽；
e)冷卻:當(dāng)d)步驟中最后一次充入水蒸汽結(jié)束、且爐壓下降至600mmHg真空負(fù)壓時冷卻降溫；
f)出料篩分:當(dāng)爐內(nèi)溫度降至60°C時出料，篩分獲得0.2~1.2_粒徑的活性炭成品。
[0006]上述步驟中，步驟b)的初始升溫速率控制在0.50C /min,當(dāng)升溫到60°C時，升溫速率調(diào)整為l°c /min，步驟C)的升溫速率控制在1°C /min ;將步驟b)、步驟c)中加熱產(chǎn)生的氣體導(dǎo)入燃燒器為反應(yīng)爐輔助加熱。
[0007]將上述一種以核桃殼為原料制備活性炭的方法所獲得的活性炭作為微生物肥載體的應(yīng)用。
[0008]將所述活性炭與石家莊金太陽生物有機肥有限公司生產(chǎn)的有效活菌數(shù)> 2.0億/g的液態(tài)復(fù)合生物肥料，按1:0.3的重量份數(shù)比混配均勻，制成顆粒狀復(fù)合微生物肥料。
[0009]將所述活性炭與石家莊金太陽生物有機肥 有限公司生產(chǎn)的有效活菌數(shù)> 2.0億/g的液態(tài)生物有機肥，按1:0.3的重量份數(shù)比混配均勻，制成顆粒狀生物有機肥。
[0010]將所述活性炭與石家莊金太陽生物有機肥有限公司生產(chǎn)的有效活菌數(shù)> 2.0億/g的液態(tài)秸桿腐熟劑，按1:0.3的重量份數(shù)比混配均勻，制成顆粒狀有機物料腐熟劑。
[0011]本發(fā)明所取得的有益效果是:
1、由于采用了真空快速熱解法，即在真空度控制在600mmHg負(fù)壓和本制備方法的其它工藝條件下進行干燥、炭化和膨化、活化過程，產(chǎn)品生產(chǎn)周期短、反應(yīng)溫度低、生產(chǎn)成本低、能耗低、成品率高；由于本發(fā)明的干燥、炭化和膨化、活化過程均在同一反應(yīng)爐中進行，所以設(shè)備投資少；由于在干燥、炭化過程中產(chǎn)生的C0、CH4、焦油等可燃?xì)怏w返回到燃燒器為反應(yīng)爐輔助加熱，不但降低了能耗，同時杜絕了煙氣排放帶來的環(huán)境污染。參見表1。
[0012]表1:本制備方法與其他生產(chǎn)方法對照表
【權(quán)利要求】
1.一種以核桃殼為原料制備活性炭的方法，其特征在于該方法包括以下步驟: a)粉碎:將核桃殼清洗風(fēng)干后，粉碎篩分成I~2mm粒徑的顆粒； b)干燥:將步驟a)中的核桃殼顆粒在600mmHg真空負(fù)壓條件下,于反應(yīng)爐內(nèi)在持續(xù)攪拌中升溫至120°C，干燥I~2小時； c)炭化:當(dāng)核桃殼顆粒的含水量<5%時,在600mmHg真空負(fù)壓條件下,繼續(xù)升溫至400~450°C炭化4~6小時； d)膨化、活化:在400~450°C和600mmHg真空負(fù)壓條件下，至少分三次充入總量為280Kpa~330Kpa的3m3水蒸汽對步驟c)制成的原料進行膨化、活化，其中每次充入容積為Im3的水蒸汽后停止充汽，當(dāng)爐壓下降至600mmHg真空負(fù)壓時再次充入水蒸汽； e)冷卻:當(dāng)d)步驟中最后一次充入水蒸汽結(jié)束且爐壓下降至600mmHg真空負(fù)壓時，冷卻降溫； f)出料篩分:當(dāng)爐內(nèi)溫度降至60°C時出料，篩分獲得0.2~1.2_粒徑的活性炭成品。
2.如權(quán)利要求1所述的一種以核桃殼為原料制備活性炭的方法，其特征在于:其中步驟b)的初始升溫速率控制在0.50C /min,當(dāng)升溫到60°C時，升溫速率調(diào)整為1°C /min,步驟c)的升溫速率控制在1°C /min，將步驟b)、步驟c)中產(chǎn)生的氣體導(dǎo)入至燃燒器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種以核桃殼為原料制備活性炭的方法所獲得的活性炭作為微生物肥載體的應(yīng)用。
4.如權(quán)利要求3所述的一種活性炭作為微生物肥載體的應(yīng)用，其特征在于將所述活性炭與石家莊金太陽生物有機肥有限公司生產(chǎn)的有效活菌數(shù)> 2.0億/g的液態(tài)復(fù)合生物肥料，按1:0.3的重量份數(shù)比混配均勻，制成顆粒狀復(fù)合微生物肥料。
5.如權(quán)利要求3所述的一種活性炭作為微生物肥載體的應(yīng)用，其特征在于將所述活性炭與石家莊金太陽生物有機肥有限公司生產(chǎn)的有效活菌數(shù)> 2.0億/g的液態(tài)生物有機肥，按1:0.3的重量份數(shù)比混配均勻，制成顆粒狀生物有機肥。
6.如權(quán)利要求3所述的一種活性炭作為微生物肥載體的應(yīng)用，其特征在于將所述活性炭與石家莊金太陽生物有機肥有限公司生產(chǎn)的有效活菌數(shù)> 2.0億/g的液態(tài)秸桿腐熟劑，按1:0.3的重量份數(shù)比混配均勻，制成顆粒狀有機物料腐熟劑。
【文檔編號】C05G3/00GK103979534SQ201410202616
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】劉志軍, 王占武, 李明 申請人:石家莊金太陽生物有機肥有限公司