一種以核桃殼為原料制備活性炭的方法及應用的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種以核桃殼為原料制備活性炭的方法及應用。本發明以核桃殼為原料，采用真空熱解法經粉碎、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用。本發明的優點是生產周期短、反應溫度低、生產成本低、能耗低、不產生環境污染，作為微生物肥載體在農業中應用中能改善土壤團粒結構、減少土壤板結、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用
【技術領域】
[0001]本發明涉及活性炭制備領域，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用。
【背景技術】
[0002]目如國內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，嚴重制約了活性炭行業的發展和產品的應用，而且生產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境污染。以核桃為例，近年來許多企業為方便消費者食用，預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，由此產生了大量的核桃硬殼。這些硬殼質地硬密，不易腐爛，堆放野外容易污染環境，目前基本都是采用焚燒的方式進行處理。雖然在部分技術文獻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活化法和物理活化法為主。化學活化法是將原料與化學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，產生的廢液很難重復使用，環境污染嚴重且工藝繁復。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，這種方法反應溫度高，活化時間長，一般在幾十小時以上，且設備投資大、能耗高。因此提供一種無污染、低能耗、生產成本低、投資少的活性炭生產技術，已經是當前科技環保型市場經濟發展亟待解決的技術問題。
[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業花卉、大棚蔬菜、水果等經濟作物和農業大田使用，在農業經濟作物優良品種培育、綠色農業產品發展方面有廣闊的市場和應用前景。微生物肥常見載體有牛糞、粉碎的農作物秸桿、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多等情況，嚴重影響菌體的存活和繁殖。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種無污染、低能耗、生產成本低、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用。
[0005]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
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真空負壓條件下,于反應爐內在持續攪拌中升溫至120°C，干燥I~2小時；
c)炭化:當核桃殼顆粒的含水量<5%時,在600mmHg真空負壓條件下,繼續升溫至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，當爐壓下降至600mmHg真空負壓時再次充入水蒸汽；
e)冷卻:當d)步驟中最后一次充入水蒸汽結束、且爐壓下降至600mmHg真空負壓時冷卻降溫；
f)出料篩分:當爐內溫度降至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,當升溫到60°C時，升溫速率調整為l°c /min，步驟C)的升溫速率控制在1°C /min ;將步驟b)、步驟c)中加熱產生的氣體導入燃燒器為反應爐輔助加熱。
[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的有效活菌數> 2.0億/g的液態復合生物肥料，按1:0.3的重量份數比混配均勻，制成顆粒狀復合微生物肥料。
[0009]將所述活性炭與石家莊金太陽生物有機肥 有限公司生產的有效活菌數> 2.0億/g的液態生物有機肥，按1:0.3的重量份數比混配均勻，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的有效活菌數> 2.0億/g的液態秸桿腐熟劑，按1:0.3的重量份數比混配均勻，制成顆粒狀有機物料腐熟劑。
[0011]本發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，產品生產周期短、反應溫度低、生產成本低、能耗低、成品率高；由于本發明的干燥、炭化和膨化、活化過程均在同一反應爐中進行，所以設備投資少；由于在干燥、炭化過程中產生的C0、CH4、焦油等可燃氣體返回到燃燒器為反應爐輔助加熱，不但降低了能耗，同時杜絕了煙氣排放帶來的環境污染。參見表1。
[0012]表1:本制備方法與其他生產方法對照表
【權利要求】
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真空負壓條件下,于反應爐內在持續攪拌中升溫至120°C，干燥I~2小時； c)炭化:當核桃殼顆粒的含水量<5%時,在600mmHg真空負壓條件下,繼續升溫至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，當爐壓下降至600mmHg真空負壓時再次充入水蒸汽； e)冷卻:當d)步驟中最后一次充入水蒸汽結束且爐壓下降至600mmHg真空負壓時，冷卻降溫； f)出料篩分:當爐內溫度降至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,當升溫到60°C時，升溫速率調整為1°C /min,步驟c)的升溫速率控制在1°C /min，將步驟b)、步驟c)中產生的氣體導入至燃燒器。
3.如權利要求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用。
4.如權利要求3所述的一種活性炭作為微生物肥載體的應用，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的有效活菌數> 2.0億/g的液態復合生物肥料，按1:0.3的重量份數比混配均勻，制成顆粒狀復合微生物肥料。
5.如權利要求3所述的一種活性炭作為微生物肥載體的應用，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的有效活菌數> 2.0億/g的液態生物有機肥，按1:0.3的重量份數比混配均勻，制成顆粒狀生物有機肥。
6.如權利要求3所述的一種活性炭作為微生物肥載體的應用，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的有效活菌數> 2.0億/g的液態秸桿腐熟劑，按1:0.3的重量份數比混配均勻，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 優先權日:2014年5月14日
【發明者】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