一种污泥基活性炭及其制备方法和其在烟气吸附领域的应用

本发明公开了一种污泥基活性炭及其制备方法和其在烟气吸附领域的应用,包括如下重量份的原料组分:污泥20～60份,农林废弃物20～40份,粘结剂10～20份,水0～20份;各原料混合后经炭化,活化处理,再经冷却处理,得到成品污泥基活性炭;其中,所述污泥的含水率<60%,为非危废类污泥,且污泥预先经过好氧发酵处理,厌氧消化处理,热干化处理或低温带式干化处理;所述农林废弃物为稻壳,椰壳,玉米秸秆,花生壳,木粉中的一种或几种.其解决活性炭原料短缺问题,同时更好的利用污泥和农林废弃的生物质资源,制备工艺简单,制备过程能耗低,无二次污染,成本低廉,活性炭材料性能优异,具有优异的吸附性能,强度高.

生物质材料在重金属废水处理中的应用

可再生,低成本,有效且易从环境获取的生物质材料越来越多地用于去除废水中的重金属离子.本文着重介绍三大类生物质材料:Ⅰ,动物类(主要是甲壳素和壳聚糖衍生物);Ⅱ,植物类(包括木质素,活性炭,竹炭,富含单宁的物质,农林废弃物等);Ⅲ,微生物类(各种茵类等),及其改性产物在处理有毒重金属废水方面的应用研究进展.

生物质活性炭制备及吸附乙烷的性能研究

以农林废弃物椰壳,核桃壳,废竹料和玉米芯为原料,磷酸活化法制备一系列生物质活性炭(Y1,H2,Z3,M4),容积法测定其对乙烷的吸附等温线,吸附温度范围为298.15K～243.15K;分别用Langmuir方程和Langmuir-Freundlich方程对吸附平衡数据进行拟合,并计算其等量吸附热.结果表明生物质为原料通常可以制备具有高比表面积和一定中孔比例的活性炭;四种活性炭对于乙烷的吸附量皆随着温度的降低和压力的升高而增大;Langmuir-Freundlich方程拟合效果较Langmuir方程更好;随着乙烷在四种活性炭上的吸附量由0.5mmol/g增加到5mmol/g,其等量吸附热基本呈现逐渐减小的趋势,反应了活性炭表面的不均匀性.

微波裂解稻壳制备活化炭的工艺研究

为了推动生物质产业链,进一步开发生物质能,从而充分有效地利用农林有机废弃物,通过微波裂解稻壳制得稻壳炭,用化学活化法制备高品质的活性炭.采用碱溶法(NaOH)除去稻壳炭中SiO2,固体碳通过化学活化法来制备高质量活性炭.选取活化剂质量比、浸渍时间、活化温度、活化时间4个因素,每个因素三水平,通过正交试验对最佳活化剂制备活性炭的工艺条件进行优化,提高稻壳的综合利用率.以碘吸附值为主要品质衡量指标.通过单因素和正交实验确定最佳活化工艺条件为以氢氧化钠作为活化剂,炭碱比为1:2,活化温度为700℃、活化时间为2h,浸渍时间为24h,稻壳活性炭的碘吸附值为965.22mg/g,超过了净水用活性炭的国家二级品指标,而亚甲基蓝吸附值为148.50mg/g,达到了净水用活性炭的国家一级品标准.

生物质活性炭制备及应用研究

活性炭(Activated carboN,简称AC)是一种利用生物有机物质(如木材,焦炭,石油焦,煤和各种坚果壳等)制各的具有发达孔隙结构和大比表面积的多孔炭材料,是一种优质的吸附剂.随着工业的发展,其应用越来越广泛.目前已广泛应用于环保领域,食品工业,医药工业,农业和其他各个领域中.近年来,对活性炭研究的热点之一是利用廉价的农林废弃物为原料和简单清洁的工艺来制各经济效益高吸附性能好的生物质活性炭.若将农林废弃物有效地加以利用,变废为宝,不但能够创造一定的经济效益,还可以减小其对环境的污染,达到以废治废的目的.本文首先以生物质(玉米芯,稻壳和花生壳)为原料,在自行搭建的生物质制备活性炭的实验平台上进行了生物质制备活性炭的实验研究,系统地研究了活化温度,活化时间,浸渍比和浸渍时间等活化,物化特性.分别采用物理活化法和化学活化法,改变炭化和活化条件制备出比表面积和孔隙结构不同的活性炭.使用ASAP2020M型孔径分析仪分析了活性炭的孔隙结构.对活性炭的表面结构特征以及生物质的不同情况下的热解历程进行了研究,讨论并比较了两种方法制备出的活性炭的吸附性能的强弱和得率的大小.实验结果表明:活化条件和浸渍条件是最重要的影响因素.物理活化法制备的最佳活性炭的比表面积为924.48m2/g,得率26.18%.化学活化法制备的最佳活性炭的比表面积为1200.04m2/g,得率34%.虽然,化学活化法比表面积和得率最大,但是,综合考虑制备工艺的经济效益和环保价值可知,物理活化法制备的活性炭具有较高的经济效益和环保价值.最后,在生物质制备活性炭的基础上,研究了制备的活性炭对亚甲基蓝的吸附平衡和动力学以及对烟气中汞的吸附特性.为其在印染废水处理和烟气脱汞方面的应用给出了一定的理论依据.在活性炭对亚甲基蓝的吸附平衡和动力学的实验中,实验结果表明:Freundlich吸附等温线模型更能够准确地描述亚甲基监在活性炭上的吸附相平衡.活性炭吸附亚甲基蓝的Freundlich吸附等温线表达式为:logqe=10g59.293+0.4210gCe.动力学数据符合准二级反应动力学模型,准二级反应动力学模型更能够准确地描述咂甲基蓝在活性炭上的吸附过程.制备的活性炭可以有效地吸附去除水溶液中不同浓度范围的亚甲基蓝溶液,而且去除效果较佳,是一种具有发展潜力的吸附剂.在活性炭对烟气中汞的吸附特性的实验中,实验结果表明:制备的活性炭和商业活性炭有着相同的脱汞能力,商业活性炭对汞的最大吸附效率为53.5%,物理活化法制备的活性炭对汞的最大吸附效率为47.5%,化学活化法制各的活性炭对汞的最大吸附效率为57.64%.由以上实验结果可知,生物质是一种比较理想的制备活性炭的原料,制备的活性炭是一种具有发展潜力的吸附剂.综合比较物理活化法和化学活化法可知,利用物理活化法制备的活性炭具有较好的经济效益和环保价值.