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制浆造纸厂污泥制备活性炭技术

所属分类: 造纸废水 | 发布日期:2020-01-14 11:01:03

摘要         本发明的制浆造纸厂污泥制备活性炭的方法,将污泥干燥、粉碎、筛选后,用氯化锌或硫酸或磷酸溶液浸泡干燥,将处理后的污泥放入热解炉中,在缺氧条件下加热至400~700℃活化。加热10-90min,升温速...

产品详情

摘要

        本发明的制浆造纸厂污泥制备活性炭的方法,将污泥干燥、粉碎、筛选后,用氯化锌或硫酸或磷酸溶液浸泡干燥,将处理后的污泥放入热解炉中,在缺氧条件下加热至400~700℃活化。加热10-90min,升温速率10-40℃/min,活化产物冷却后,用盐酸和/或氢氧化钠溶液浸泡,用水冲洗干燥,蒸馏得到活性炭。该方法具有工艺流程简单、能耗低、污染小、成本低、活性炭中孔和微孔分布广、孔容大、吸附性能好等优点,为制浆造纸污泥的综合利用提供了一条新的途径。

权利要求书

1.从纸浆厂和造纸厂的污泥中制备活性炭的方法的特点是:

a、干燥、粉碎和筛选来自制浆厂和造纸厂的污泥;

b、 采用1-6mol/L的活化剂,包括氯化锌、硫酸和磷酸溶液,污泥与活化剂溶液的重量比为1:1-4,浸泡12-48h,脱水干燥;

c、处理后的污泥放入热解炉中,在缺氧状态下升温至400~700℃进行活化,活化时间 为10~90min,升温速率为10~40℃/min;

d、 产品冷却后,根据不同的活化剂,在室温下分两步用盐酸溶液和氢氧化钠溶液或氢氧化钠溶液浸泡,用蒸馏水漂洗至中性,干燥得到成品。

2.根据权利要求1,其中所述活化剂是氯化锌,所述方法活化产物,下面的步骤制备活化的纸浆和造纸厂污泥的方法,包括:浸渍10〜20%HCl水溶液在室温下2〜4小时,用蒸馏水水洗至中性,在室温下过滤并干燥,酸改性的天然产物,然后将其在10〜20%的NaOH溶液浸渍在室温下2〜4小时,用蒸馏水至中性漂洗,干燥,最后后所制备的活性炭产品。

3.根据权利要求1,其中所述活化剂是硫酸或磷酸生产活性炭的纸浆和造纸厂污泥法,使用的步骤进行处理活化产物:在10〜20%的浸渍NaOH溶液在室温下2〜4小时,用蒸馏水冲洗至中性,干燥,活性炭产物后最终得到的。

说明书

制浆造纸厂污泥制备活性炭技术

技术领域

本发明涉及制浆造纸厂污泥的处理和利用,特别涉及一种利用制浆造纸厂污泥制备活性炭技术。

背景技术

在纸浆和造纸厂废水处理过程中会产生大量的淤渣,其中组分典型地是:细粉,木质素及其衍生物和一些有机物质,和还含有大量的病原体,寄生虫卵以及铜,砷,铅,锌,铝,汞和其它重金属和有害成分的耐火性有机污染物。据估计,2006年将产生约2000万吨造纸污泥。造纸污泥作为一种固体废弃物,其处理处置一直是制浆造纸企业面临的难题。目前,造纸污泥的处理方法有海水法、填埋法、土地利用法、焚烧法等。海洋环境和人类食物链严重威胁,国际公约已明令禁止。填埋是目前广泛采用的一种处理方法,但由于填埋场附近地下水污染风险大、污泥运输和填埋场建设成本高、填埋场容量有限、土地资源日益匮乏等原因,逐渐被淘汰。污泥焚烧被直接进料到脱水污泥焚化炉,“最完整的”污泥处理方法,该方法使所有碳化有机材料制成,以有效杀死病原体,以尽量减少污泥的体积,但污泥高燃烧大量的投资和运行成本,经济效益低的绝对,回收期长。

为了解决上述问题,实现造纸废水污泥的循环利用,可以通过物理和化学方法将污泥制备成低成本的活性炭吸附剂。活性炭的制备方法可分为物理活化法和化学活化法。通过混合原料得到的化学活化方法和活化剂被直接激活,以完成碳化和活化步骤;激活后,物理定律激活需要炭化。化学活化法可分为ZnCl2法、KOH法、H3PO4法及H2SO4法等。锌Cl2法是一种中国学生,生产活性炭最常用的化学活化方法是木屑。以城市污水污泥为原料制备活性炭是80年代末出现的一种新的污泥资源化利用方法。 制作成本低,活性炭广泛使用。 它可用于污水处理去除有毒有害物质,具有良好的环境效益、社会效益和经济效益,引起了国内外研究者的关注。专利申请号200610117891.4“湿污泥碳化吸附剂制备方法”公开了一种以城市污泥为原料制备活性炭的方法。本发明采用氯化锌溶液活化,干燥后的活性污泥置于高温碳化炉中,以水蒸气为保护气体进行热解和碳化,最后经冷却、洗涤、干燥制备碳化吸附剂。然而,从制浆厂污泥中制备活性炭在国内尚未见报道..由于城市污泥和造纸厂淤渣的组成是不同的,该纤维素和纸污泥灰的主要成分,还含有填料,凝聚剂和其它污染物,从而严重影响了产品的组合物的制备及效果活性炭。

发明内容

本发明是为了解决提供具有纸浆和造纸厂污泥制备的碳的技术问题,并且工艺简单,能耗低,低污染,成本低,广泛的产品较大的比表面积和孔径分布。

本发明通过以下技术方案解决了技术问题:

制浆造纸厂污泥制备活性炭的方法包括以下几个步骤:

制浆厂污泥的干燥、破碎和筛分;

用1~6mol/L的活化剂(包括氯化锌,硫酸,磷酸)溶液溶解污泥和活化剂.液重比1:1~4,浸渍12~48h,脱水干燥..

c.处理后的污泥放入热解炉中,在缺氧状态下升温至400~700℃进行活化,活化时间 为10~90min,升温速率为10~40℃/min;

产品冷却后,分两步用盐酸溶液和 naoh 溶液浸泡,或用 naoh 溶液浸泡,然后用蒸馏水洗涤,得到中性干燥产品。

当使用氯化锌作为活化剂浸渍有在室温下以10〜20%的HCl溶液中,用蒸馏水冲洗至中性2〜4小时,在室温下过滤并干燥,酸改性的天然产物,这是当时〜 10,在室温下20%的NaOH溶液2浸入〜4H,用蒸馏水冲洗至中性,干燥,活性炭产物后最终得到的。

以硫酸或磷酸为活化剂,在室温下浸渍10%NaOH溶液2~4h,蒸馏水冲洗至中性,干燥后制备活性炭产品。

本发明是制备活性污泥纸浆和造纸厂的方法,该方法是简单,能耗低,低污染,成本低,·G-1,一种具有由活性碳的可达400〜700平方米的比表面积良好的吸附性能,制浆造纸厂污泥综合利用提供了新的方法来选择。

具体实施方式

实施例1

制浆厂的污泥在烘箱中干燥至等重,冷却后粉碎,筛选出小于5mm 的颗粒,然后加入2mol / l zncl2溶液。污泥与 zncl2溶液的质量比为1:2.5。 液体室温浸泡48小时后离心干燥至恒重。 处理后的污泥在400 °c 的热解炉中炭化活化60分钟,升温速率为40 °c / min。产品冷却后,将10%HCL溶液和10%NaOH溶液分别在室温下浸渍2h,蒸馏水冲洗至中性,最后将活性炭干燥。

制备出的活性炭BET表面积541.7m2·g-1。吸附特性如下:苯酚平均去除率为60.5%。

实施例2

取制浆厂污泥放入烘箱中干燥至恒重,冷却后粉碎,筛选出小于5mm的颗粒,然后加入 4mol/L的ZnCl2溶液,污泥与ZnCl2溶液的质量比为1:4,在室温下浸渍12h后,离心分离液 体,干燥至恒重,处理后的污泥在热解炉中升温至700℃进行炭化活化,活化时间为30min, 升温速率为20℃/min,产物冷却后,在常温下分别用20%HCl溶液和10%NaOH溶液浸渍4h后, 蒸馏水漂洗至中性,最后进行干燥制得活性炭。

制备出的活性炭BET表面积674.8m2·g-1。苯酚的平均去除率为68.5% 。

实施例3

取制浆厂污泥放入烘箱中干燥至恒重,冷却后粉碎,筛选出小于5mm的颗粒,然后加入 5mol/L的H2SO4溶液,污泥与H2SO4溶液的质量比为1:3,在室温下浸渍24h后,离心分离液 体,干燥至恒重,处理后的污泥在热解炉中升温至550℃进行炭化活化,活化时间为30min, 升温速率为15℃/min,产物冷却后,在常温下用20%NaOH溶液浸渍3h后,蒸馏水漂洗至中性, 最后进行干燥制得活性炭。

制备出的活性炭BET表面积512.5m2·g-1。吸附特性为:苯酚平均去除率为56.8%..

实施例4

取制浆厂污泥放入烘箱中干燥至恒重,冷却后用研磨磨碎,筛选出小于5mm的颗粒,然后 加入6mol/L的H3PO4溶液,污泥与H3PO4溶液的质量比为1:4,在室温下浸渍24h后,离心分 离液体,干燥至恒重,处理后的污泥在热解炉中升温至450℃进行炭化活化,活化时间为 60min,升温速率为20℃/min,产物冷却后,在常温下用10%NaOH溶液浸渍4h后,蒸馏水漂 洗至中性,最后进行干燥制得活性炭。

制备出的活性炭BET表面积426.2m2·g-1。物理性质:苯酚去除率为48.6%。

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