一種化工汙泥製備活性炭的工藝的製作方法
2023-05-24 04:29:11
專利名稱：一種化工汙泥製備活性炭的工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種工業固體廢棄物的資源化處置，尤其涉及一種化工汙泥製備活性 炭的工藝。
背景技術：
化工行業的汙泥不僅體積龐大，且有機毒物含量高，顆粒細，呈絮狀膠體結構，具 有高親水性。我國現有大小化工園區1000餘個，擁有大小化工企業10萬餘家。這些化工 企業每天產生數萬噸的剩餘汙泥，汙泥的含水率高達95%以上，汙泥經帶式壓濾後，含水率 降至70 85%，因其含有各種有機毒物及重金屬。。按照我國最新頒布的《國家危險廢物 名錄》規定，化工、醫藥和農藥等行業廢水處理過程中產生的剩餘汙泥為危險固體廢棄物， 須送有資質的危險廢物處置中心集中處理。我國化工汙泥焚燒處理費用高，許多化工企業轉而採用填埋或堆肥處理剩餘汙 泥，由於汙泥中含有大量有機毒物，填埋或堆肥易產生嚴重的二次汙染，危害生態環境，且 堆肥佔用了大量的農田。研發針對毒性汙泥的經濟、高效處理技術，因此，如何更有效的處 理處置城市汙泥，使之不會造成二次汙染，或是將城市汙泥變廢為寶、以廢治廢是迫切需要 解決的問題。
發明內容
本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種化工汙泥製備活性炭的工藝， 以簡便的方式對汙泥進行活化處理，得到的炭化材料可以替代活性炭使用，實現汙泥資源 化利用。本發明的技術方案為一種化工汙泥製備活性炭的工藝，其具體步驟如下(1)、將帶式壓濾後的化工汙泥乾燥後，得到幹化汙泥；(2)、在幹化汙泥中加入活化液，在50 100°C的溫度下浸漬活化，活化時間為2 10h，邊活化邊攪拌；(3)、然後乾燥、研磨；(4)、以惰性氣體作為保護氣，在600 900°C熱解0. 5 5h ；(5)、冷卻、洗滌、乾燥，製得汙泥活性炭。優選步驟(1)和(3)中的乾燥溫度為105 120°C，乾燥時間為4 Mh。步驟 (5)中按常規方法乾燥。優選所述的活化液至少為氯化鋅、氫氧化鉀或硫化鉀水溶液中的一種，活化液的 濃度為ι 5mol/L ；每IOOg幹化汙泥中，活化液的加入量為20 200mL。優選加入活化液 後的攪拌速率為60 120r/min。優選研磨後汙泥的平均粒徑為0. 15 1mm。優選所述的惰性氣體為氮氣、氦氣或氬氣；惰性氣體的吹掃速率為100 200mL/
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優選所述的熱解碳化過程中的升溫速率為10 30°C /min。上述的洗滌分別為用0. 8 1. 5mol/L鹽酸溶液洗滌，乾燥；再水洗，乾燥，最後制 得活性炭。有益效果與傳統汙泥處置及活性炭製備方法相比，具有如下優點1、以化工脫水汙泥為原料製備活性炭，突破了傳統的以煤、木材和以生活汙水的 剩餘汙泥製備活性炭的工藝，同時也開闢了固體廢棄物處理的新途徑。2、以化工脫水汙泥為原料製備活性炭，為汙泥的處理處置找到出路，同時為活性 炭生產找到了廉價可得、來源廣泛的原料，可以緩解我國木材、能源短缺的矛盾。3、2、本工藝在浸漬活化階段採用了加熱攪拌，使汙泥成為糊狀，有利於後續的研 磨。4、用汙泥製備活性炭達到了 「變廢為寶」、「以廢治廢」目的，具有良好的環境和社 會效益。在高溫熱解條件下，汙泥中的含碳有機物在熱的作用下發生分解，非碳元素以揮 發分的形式逸出，汙泥中的有機物可得到完全礦化，活性炭的重金屬浸出濃度遠低於國標 GB5085. 3-2007(危險廢物鑑別標準浸出毒性鑑別)中規定的浸出液最高允許濃度。
具體實施例方式實施例1 取質量含水率為75%的某石化廠剩餘汙泥，120°C乾燥4h，稱取IOOg幹化汙泥，加 入60mL濃度為3mol/L的氫氧化鉀活化液；於90°C浸漬活化4h，在活化同時於120r/min攪 拌，乾燥(120°C乾燥5h)、研磨至平均粒徑為0. 71mm。再在700°C (升溫速率為15°C /min)， 吹掃速率為150mL/min氮氣保護下，熱解池。冷卻，用lmol/L鹽酸洗滌，乾燥；再水洗，幹 燥後得活性炭。測得比表面積為311m2/g，其重金屬浸出濃度見表1。實施例2 取含水率為80%的某化工園區汙水處理廠剩餘汙泥，110°C乾燥他，稱取IOOg 幹化汙泥，分別加入25mL濃度均為3mol/L的氫氧化鉀和氯化鋅溶液；於85°C浸漬活化 6h，在活化同時於100r/min攪拌，乾燥(110°C乾燥8h)、研磨至平均粒徑為0. 50mm。再在 6500C (升溫速率為10°C /min)，吹掃速率為lOOmL/min氦氣保護下，熱解2.證。冷卻，用 0.8mol/L鹽酸洗滌，乾燥；再水洗，乾燥後得活性炭。測得比表面積為365m2/g，其重金屬 浸出濃度見表1。實施例3 取含水率為85%的某農藥廠汙水處理廠剩餘汙泥，105°C乾燥16h，稱取IOOg幹 化汙泥，加人IOOmL濃度為lmol/L的硫化鉀溶液；於75°C浸漬活化他，在活化同時於60r/ min，乾燥(105°C乾燥16h)、研磨至平均粒徑為0. 15mm。再在800°C (升溫速率為20°C / min)，吹掃速率為180mL/min氬氣保護下，熱解證。冷卻，用1. 5mol/L鹽酸洗滌，乾燥；再 水洗，乾燥後得活性炭。測得比表面積為408m2/g，其重金屬浸出濃度見表1。表1活性炭浸出毒性鑑別試驗中浸出液中重金屬含量分析
權利要求
1.一種化工汙泥製備活性炭的工藝，其具體步驟如下 (1)、將帶式壓濾後的化工汙泥乾燥後，得到幹化汙泥；O)、在幹化汙泥中加入活化液，在50 100°C的溫度下浸漬活化，活化時間為2 10h，邊活化邊攪拌；(3)、然後乾燥、研磨；(4)、以惰性氣體作為保護氣，在600 900°C熱解0.5 釙；(5)、冷卻、洗滌、乾燥，製得汙泥活性炭。
2.根據權利要求1所述的工藝，其特徵在於步驟(1)和(3)中的乾燥溫度為105 120°C，乾燥時間為4 24h。
3.根據權利要求1所述的工藝，其特徵在於所述的活化液至少為氯化鋅、氫氧化鉀或 硫化鉀水溶液中的一種，活化液的濃度為1 5mol/L ；每IOOg幹化汙泥中，活化液的加入 量為20 200mL。
4.根據權利要求1所述的工藝，其特徵在於加入活化液後的攪拌速率為60 120r/min0
5.根據權利要求1所述的工藝，其特徵在於研磨後汙泥的平均粒徑為0.15 1mm。
6.根據權利要求1所述的工藝，其特徵在於所述的惰性氣體為氮氣、氦氣或氬氣；惰性 氣體的吹掃速率為100 200mL/min。
7.根據權利要求1所述的工藝，其特徵在於所述的熱解碳化，其升溫速率為10 30°C /min。
8.根據權利要求1所述的工藝，其特徵在於所述的洗滌分別為0.8 1. 5mol/L鹽酸溶 液洗滌，乾燥；再水洗，乾燥，製得活性炭。
全文摘要
本發明涉及一種化工汙泥製備活性炭的工藝。以化工行業汙水處理產生的剩餘汙泥為原料，汙泥經乾燥處理後，加入活化劑進行活化。再經乾燥、研磨後，在惰性氣體保護下碳化。最後經冷卻、洗滌、乾燥，製得汙泥基活性炭。本發明以化工行業汙水處理產生的大量剩餘汙泥為原料製備，用汙泥製備活性炭達到了「變廢為寶」、「以廢治廢」目的，具有顯著的環境效益和社會效益。所製備的活性炭其重金屬的濃度低於國標GB 5085.3-2007(危險廢物鑑別標準浸出毒性鑑別)中規定的浸出液最高允許濃度；同時，在高溫熱解條件下，汙泥中的有機物可得到完全礦化。採用本發明製備的活性炭具有良好的環境效益和社會效益。
文檔編號C02F11/00GK102120575SQ201110052038
公開日2011年7月13日 申請日期2011年3月4日 優先權日2011年3月4日
發明者徐炎華, 胡俊, 錢斐斐 申請人:南京工業大學