專利名稱：利用污泥作為原料制備活性炭的方法
技術領域：
本發明涉及一種新型的用氣態活化劑制備活性炭的方法，尤其是采用污泥作為原料低溫制備活性炭的方法。
背景技術：
目前采用氣態活化劑制備活性炭的方法，通常采用木材，煤炭，果殼等做炭質原料，用水蒸氣，高溫煙氣或是它們的混合氣體作為活化介質，活化階段一般要在70(T90(rc溫度條件下活化24-72小時。例如以木材或是木材廢料作為炭質原料，制備活性炭，由于活化需24-48小時，因而制造工藝中周期長，能耗大，產品得率低，再加上原料缺且價格高，使其生產和使用都受到了一定的限制。
本發明的目的是選用對環境有污染影響而各種條件又適合制備活性炭的廉價垃 圾——污泥作為原料來代替大量的木材、煤炭等原料來制備多規格多性能的活性炭材料。由于污泥是由細菌類、真菌類、原生動物等異種個體群所組成的混合培養體，剩余活性污泥中的主要物質仍是這些微生物及其死亡后的殘留物，即剩余活性污泥中大部分物質是有機物，其中含有60% 70%的粗蛋白質，25%左右的碳水化合物，而無機灰分僅占5%左右；另一方面，剩余污泥含碳量較高，其組成可用分子式C5H7NO2表示，理論含碳量約為53%。由于污泥中含有較多的碳，具備了制備活性炭的客觀條件，可以在一定溫度下熱解炭化活化制得活性炭。開發采用污泥作為原料制備活性炭的方法，可以降低活性炭的制造成本，擴大活性炭使用市場，減少污染并達到廢物利用。技術內容技術問題本發明提供一種降低環境污染且有助于降低生產成本的活性炭制備方法，這種方法可以較好的實現工業化的生產。技術方案本發明利用污泥作為原料的制備活性炭的方法，采用低溫流態化活化法制備高性能炭吸附材料的方法，利用污泥中炭質制備活性炭的方法，以城市污水廠污泥為原料，在低溫條件下，采用流化床加熱的方式，通過物理活化法制備污泥活性炭具體如下將經過干燥的污泥作為炭質原料，再將該炭質原料在炭化條件為30(T40(TC下炭化lh-2h，在活化條件為50(T700°C下，在流化床中用水蒸氣活化20mirTlh。所述的污泥為炭元素含量在15%以上的污泥。所述的干燥的污泥是指含水率為含水率15%以下的污泥。有益效果(I)污泥來源廣，數量大，該方法不僅可以除掉大量污泥減少環境污染和土地占用，同時因為污泥幾乎不需要成本，經濟效益十分顯著。(2)采用污泥作為炭質原料，活化時間和所需溫度都有所縮短和降低，因而能耗降低，生產周期短，加上產品得率的提高，生產成本大大降低，其經濟比木材等作為原料要高不少。(3)采用流態化的方式低溫制備污泥活性炭，與傳統的物理活化法相比，其吸附性能有了一定的提升，亞甲基藍吸附值可達60mg/g以上，而且具有裝置簡單，適應品種變化，生產強度大等優點。
具體實施例方式實施例I采用江蘇句容污水處理廠的的污泥在經過脫水干燥并初步熱解后剩余的產物作為原料。在流化床中500°C下用水蒸氣活化20min，在流態化活化完成后，磨粉，即可得到活性炭粉末。該實例產品得率為71. 55%，堆積密度為943kg/m3，碘吸附值為233. 48mg/g,亞甲基藍吸附值為60. 47mg/g。實施例2采用江蘇句容污水處理廠的的污泥在經過脫水干燥并初步熱解后剩余的產物作為原料。在流化床中600°C下用水蒸氣活化30min，在流態化活化完成后，磨粉，即 可得到活性炭粉末。該實例產品得率為77. 2%，堆積密度為951kg/m3，碘吸附值為173. 74mg/g，亞甲基藍吸附值為49. 89mg/g。實施例3采用江蘇句容污水處理廠的的污泥在經過脫水干燥并初步熱解后剩余的產物作為原料。在流化床中500°C下用水蒸氣活化lOmin，在流態化活化完成后，磨粉，即可得到活性炭粉末。該實例產品得率為70. 25%，堆積密度為967kg/m3，碘吸附值為188. 67mg/g,亞甲基藍吸附值為50. 51mg/g。
權利要求
1.一種利用污泥作為原料制備活性炭的方法，其特征在于將經過干燥的污泥作為炭質原料，再將該炭質原料在炭化條件為30(T400°C下炭化lh-2h，在活化條件為50(T700°C下，在流化床中用水蒸氣活化20mirTlh。
2.根據權利要求I所述的利用污泥作為原料制備活性炭的方法，其特征在于所述的污泥為炭元素含量在15%以上的污泥。
3.根據權利要求I或2所述的利用污泥作為原料制備活性炭的方法，其特征在于所述的干燥的污泥是指含水率為含水率15%以下的污泥。
全文摘要
本發明是一種利用污泥作為原料制備活性炭的方法，屬于氣態活化劑制備活性炭領域。目前工業化制備活性炭大多采用木材、煤等作為原料，而采用污泥作為原料制備活性炭，不僅能夠實現污泥的減量化，無害化，還可以做到資源化。本發明以城市污水廠污泥為原料,在低溫條件下，采用流化床加熱的方式，通過物理活化法制備污泥活性炭，反應條件是活化溫度為500~700℃，活化時間為20min~1h。采用此法制得的污泥活性炭碘值在170mg/g以上，亞甲基藍吸附值在50mg/g以上，具有一定的吸附能力。污泥來源廣，價格便宜，該制備方法還能降低能耗和生產成本，經濟效益較為顯著。
文檔編號B01J20/20GK102936012SQ201210516100
公開日2013年2月20日 申請日期2012年12月5日 優先權日2012年12月5日
發明者宋敏, 金保昇, 黃亞繼, 鐘文琪, 王開杰 申請人:東南大學