利用稻壳生产空心炭棒及效益分析
用稻壳制作功能材料的探讨
将稻壳灰作为硅酸盐水泥的代用料，用来配制砂浆和
活性炭是一种由微晶炭和无定型炭构成的黑色多
混凝土，以取代部分水泥。
孔性固体，它具有发达孔隙结构，因此也就具有很大的
稻壳灰混凝土的应用，对将低建筑材料成本提供 比表面积和吸附能力。理论上所有植物源含碳材料经
了很好的途径。
过炭化和活化均可制成活性炭。
2.3 制备白炭黑［4］
有少量的无机氧化物。而绝干稻壳灰中二氧化硅的含 水玻璃，同时还可联产性能良好的活性炭。其关键是将
量可以高达 60%~90％，碳含量约为 40%~10％，其它 碱浸滤液按高模数产品要求加入适量稻壳灰，再在一
元素含量仅为 0.3％。所以，如果能将稻壳中丰富的二 定压力下反应 3~4 h，过滤，滤液经浓缩便得到高模数
(1) 将稻壳在煮沸酸中纯化，然后在惰性气体中加
稻壳含有 14％~16％ SiO2，以网状结构分布其中，
热，进一步去除残留杂质，把稻壳制成小圆片，置于电 起着骨架作用，而木质素、纤维素等填充在网络中，当
弧炉中高温冶炼而得高纯单晶硅片。
纤维素等被部分降解后，SiO2 网络点暴露，成为理想吸
(2) 将稻壳用盐酸煮沸，用超纯水洗涤，使杂质含 附剂原料。因此利用稻壳及稻壳灰制备吸附剂被广泛
〔8〕Ogasawara W, Shenton W, Davis SA et al.Template mineralization of ordered macroporous chitin- silica composites using a cuttlebone- devied organic matrix[J]. Chem Mater, 2000, 12:2835.
化硅，将四氯化硅水解生成高纯多晶硅。
稻壳制备活性炭的研究进展
稻壳制备活性炭的研究进展丁保迪;肖显斌;安璐;董长青;周于梦秋【摘要】我国稻壳资源丰富,但浪费严重,以稻壳为原料制备高比表面积、化学性能稳定、低成本的活性炭具有很大的发展前景.本文介绍了稻壳制备活性炭的方法,分析了炭化条件对炭化稻壳品质的影响;从环境效应、活性炭品质等方面分析了物理活化法、化学活化法、物理化学活化法三类活化工艺的优缺点,同时结合稻壳气化发电厂的条件,提出了一种新型活性炭、白炭黑与电多联产系统.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2016(044)024【总页数】4页(P1-3,26)【关键词】稻壳;活性炭;活化剂;多联产【作者】丁保迪;肖显斌;安璐;董长青;周于梦秋【作者单位】华北电力大学生物质发电成套设备国家工程实验室,北京 102206;华北电力大学生物质发电成套设备国家工程实验室,北京 102206;华北电力大学生物质发电成套设备国家工程实验室,北京 102206;北京华电光大环境股份有限公司,北京 102206;华北电力大学生物质发电成套设备国家工程实验室,北京 102206;华北电力大学生物质发电成套设备国家工程实验室,北京 102206【正文语种】中文【中图分类】TQ424.1传统木质原料制备活性炭的新工艺、新进展在文献中已有较多研究[1-2]，本文着重于研究分析以稻壳为原料制备活性炭的研究进展。
以稻壳为原料制备活性炭，能有效利用资源、降低成本，更加满足可持续发展的需要[3]。
同时稻壳活性炭不含有害杂质(如铅、砷)，特别适合于医药、化妆品、牙膏等领域，市场潜力巨大[4]。
一般来说，制备稻壳活性炭分为两步：炭化反应、活化反应。
炭化反应可以提高碳元素含量，形成初始孔隙；活化反应进一步产生孔隙，提高比表面积、增强吸附性能。
炭化反应对稻壳的结构和理化性质有着显著的影响。
稻壳在炭化过程中，内外表层的高SiO2含量外壳被剥离，形成网状多孔结构，同时网状结构表面布满多孔性颗粒，使得炭化稻壳获得了较大的比表面积[5]。
稻壳制备活性炭的研究
文章编号 100728827(1999)0320058205 收稿日期:1999203209; 修订日期:1999204215 作者简介:陈爱国(19612),男,江苏淮阴人,高级工程师,主要从事煤岩学研究及活性炭研究和开发。
稻壳制备活性炭的研究陈爱国(鞍山热能研究院,辽宁鞍山 114004)摘 要: 随着环保问题的日趋重视,各行业对活性炭的需求逐年增加。
稻壳是制备活性炭的良好材料,但它的灰分高,如果不对其进行降灰处理,难以制备高质量的活性炭。
通过用N aOH 除灰,制备活性炭实验,研究了N aOH 溶液浓度、温度、浸渍时间对除灰效果的影响及灰分对活性炭吸附性能的影响。
经除灰后,当稻壳炭的灰分为37.31%、17.35%和5.63%时,制备的活性炭的碘值分别为749.0m g g ,997.0m g g 和1127.0m g g 。
关键词: 稻壳;除灰;活性炭中图分类号: TQ 424.1+9 文献标识码: A1 引言 活性炭是具有高吸附性能的炭材料,广泛用于液体和气体的净化、溶剂回收及作催化剂载体等。
随着对环保问题的日趋重视,各行业对活性炭的需求逐年增加。
常用生产活性炭的各种原料有煤炭、木材、椰子壳、骨头、果壳、焦炭、树脂等。
这意味着任何碳含量较高且价格低廉的材料均可做为生产活性炭的原料。
稻壳是有一定碳含量的农业副产品,我国拥有丰富的资源,但它的灰分含量过高,不经降灰处理,很难生产出高质量的活性炭。
本工作通过用N aO H 除去稻壳炭中的灰分,然后进行制备活性炭实验,对N aO H 溶液浓度、温度、浸渍时间对除灰效果的影响及灰分和各种活化条件对活性炭吸附性能的影响进行了研究。
2 试验2.1 原料试验用稻壳在自然干燥后进行工业分析,其分析数据列于表1。
从表1可以看到,原料稻壳含有大量的挥发分(64.51%)且灰分含量高(12.91%)。
在自然状态下,它的视密度为0.1(g c m 3),为了制备粒状活性炭,先用螺旋式挤压机(型号:FR 2200,能力:2000kg h )将稻壳挤压成外径55mm ,内径15mm 、长约500mm 的稻壳棒。
如何利用谷壳生产碳棒
如何利用谷壳生产碳棒
稻谷加工后剩下的谷壳成了废弃产品,农村每年有大量的谷壳被糟蹋掉。
有些烧成灰作为肥料,不仅能量被浪费,而且燃烧起来烟尘多,污染环境。
有一种方法可以将其“固化”,也就是将这些物料经过机械挤压成型和炭化处理变成优质的固体燃料——炭棒。
这是因为谷壳含有纤维素、半纤维素和木质素等高分子聚合物。
纤维素具有一定的强度,是压缩成型的基质;而木质素在140～180℃的温度下分解和塑化,有黏合力,是原料被挤压成棒时的黏合剂。
它们在模具中受到强大的压力而凝聚固化,形成空心的圆柱状燃料棒。
燃料棒被炭化后便成为如同木炭一样的炭棒。
炭棒燃烧不仅可以较好地利用其能量,而且炭棒燃烧起来,就好像烧木材一样,火力旺,能烧尽,并且对环境污染小。
生产流程原料——原料干燥——挤压成型(燃料棒)——炭化处理(炭化棒)。
燃料棒是中间产品,可作一般固体燃料出售。
炭棒是终端产品,燃烧效果良好,售价比一般燃料棒高,广泛用于铸造业。
原料准备原料挤压成型前,长度应为10～15毫米、径度5～10毫米。
一般情况下,谷壳体积小,无需经过粉碎和筛选。
进机时的原料含水率应为6%～20%。
含水量过高,在机内压缩时会产生高。
用稻壳棒代替原煤做燃料燃烧试验结果与环保效益
1315 h 。
表 2 锅炉试验运行主要参数记录表(表中数据为平膛
排烟
空气预热器 给煤
燃料
入口 出口
种类
时间 ,负荷 , 出口 h kW 水温
入口 烟温
出口 烟温
温度 ℃
,温度 ℃
,转数 ,风温 r/ min ℃
,风温 ℃
,
混合料 13. 5 2800 109 354 209 764 157 695 34 151
混合料 41 860 36 675 48. 66 18. 968
1. 162 1. 327 281. 7
纯煤 30 536 26 980 35. 95
21 437 1. 177 1. 332 277. 5
4. 3 用循环流化床锅炉燃烧煤与稻壳棒混合与燃
烧纯煤对比阶段
试验过程中发电负荷稳定在3 000 kW/ h ,试验
7 结论和建议
(1) SHFx 循环流化床锅炉可以按 20 %～50 %的 比例 ,将原煤与稻壳棒混合做锅炉燃料 ;AZD 锅炉掺
烧稻壳棒份额 20 %～60 %时 ,燃烧效果最佳 ; 也可 以纯烧稻壳棒 ,但高负荷运行时锅炉出力不易保证 。
(2) 锅炉在各种运行工况下 ,混料掺烧不同份额 时 ,燃烧稳定 。但在上述提供的混料掺烧份额范围 内 ,锅炉燃烧效果更佳 。
(3) 建议 : 应提高稻壳棒成品率和棒料耐压强 度 ;开发不同粒径的颗粒燃料 ,进一步降低稻壳棒吨 成品耗电量 。
总之 ,建三江热电厂已看好综合开发利用稻壳 的市场 ,用稻壳产品做锅炉燃料 ,发展前景广阔 。
(上接第 166 页)
3 改造方法和改后效果
在汽轮机的基本结构尺寸不改变的前提下 ,按 用户的具体使用要求 ,对汽轮机各级逐级进行气动 热力计算 ,确定在不抽汽或抽汽量不大时 ,低真空运 行工况的各级通流面积 ,然后将其调整到喷嘴的整 数个数 ,并堵去多余的喷嘴 。对低压段的末级 、次末 级 ,因其叶片较长 ,反动度较大 ,不宜采用堵去若干 喷嘴的办法调整通流面积 ,要采用沿高度环堵喷嘴 的办法保持全周进汽 ,防止叶片断裂 。为减少调节 阀的节流损失 ,可更改某些调节阀的开启顺序 ,也可 将低压调节阀处于全开位置 。
由水稻秸秆制备炭基材料及其吸附性能的研究
由水稻秸秆制备炭基材料及其吸附性能的研究张到强（华中农业大学理学学院，应化1202班，430070）摘要：本文探讨和研究了活性碳吸附水中苯酚的试验方法以及活性碳对水中苯酚的吸附效率。
主要从以下几个方面进行了研究：炭材料同一时间不同温度下的吸附，炭材料同一温度不同时间下的吸附，炭材料是否活化对吸附性能的影响，在比较了不同条件下活性炭对苯酚的吸附效果的情况下,确定了处理水中苯酚的活性炭用量、水的pH值、温度、粒径大小对吸附结果的影响。
最后得出下列一些结论：在其他条件不变的情况下，升高炭化温度有利于炭材料对苯酚的吸收，在本实验的几个温度中，300℃的炭化温度吸附效果最好。
在其他条件不变的情况下，延长吸附时间，可以增加炭材料对苯酚的吸附，但存在一个平衡吸附量。
在其他条件不变的情况下，用硫酸钠活化炭材料，可以显著提高炭材料对苯酚的吸附能力。
活性炭对中性或较酸性的苯酚更易吸附。
活性炭对苯酚的吸附属于二级反应。
关键词：活性炭的制备，炭的活化，活性炭对苯酚的吸附，动力学研究。
目录1 前言................................................................................................................... 错误！未定义书签。
1.1 制备炭基材料的原料 (3)1.2 炭化条件 (3)1.3 吸附性能研究 (4)2 实验部分 (4)2.1 实验原料 (4)2.2水稻秸秆炭基材料的制备 (4)2.3 苯酚水溶液的配制及其标准工作曲线的绘制 (5)2.4吸附动力学实验 (6)2.5吸附热力学实验 (6)3 实验数据及处理 (6)3.1 动力学数据及处理 (6)3.2热力学数据及处理 (7)4 结论 (8)5 参考文献 (9)6 实验体会 (9)7 致谢 (10)由水稻秸秆制备炭基材料及其吸附性能的研究张到强（华中农业大学理学学院，应化1202班，430070）1 前言水稻秸秆是一类重要的可再生生物质资源，却长期未得到重视和开发利用，一般而言，水稻秸秆中的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素这三种成分，其中纤维素的含量最多，约可以达到60％。
稻壳炭热联产循环利用系统关键技术及应用
稻壳炭热联产循环利用系统关键技术及应用全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：稻壳炭热联产循环利用系统是一种新兴的能源利用技术，尤其在农村地区有着广泛的应用前景。
本文将从系统的关键技术出发，探讨其在农村能源利用方面的应用。
稻壳炭热联产循环利用系统是指利用稻壳生产炭，同时利用炭热进行工农业生产或生活供热，实现资源的循环利用和能源的高效利用。
系统主要由稻壳生物炭制备环节、炭热供暖环节以及余热回收环节组成。
稻壳生物炭制备环节是整个系统的核心技术。
稻壳是稻米的外壳，是一种丰富的生物质资源。
通过对稻壳进行炭化处理，可以将其转化为高效的生物炭。
生物炭具有多孔性和吸附性强的特点，可以用于土壤改良、水质净化和固碳减排等方面。
稻壳炭热联产系统中的稻壳生物炭制备环节需要掌握适宜的炭化工艺参数，以确保生物炭的质量和产量。
炭热供暖环节是系统的另一个重要组成部分。
生物炭在燃烧时会释放出热量，可以用于空间供暖或工业生产。
与传统燃煤相比，生物炭燃烧产生的热量更加洁净和高效。
稻壳炭热联产系统中的炭热供暖环节需要合理设计燃烧设备和管道系统，以确保热量的正常输送和利用。
余热回收环节是系统的关键技术之一。
生物炭燃烧产生的热量通常会有一部分散失到环境中，这样既造成了能源的浪费，也对环境造成了污染。
通过余热回收技术，可以将部分散失的热量重新利用，提高能源利用效率。
稻壳炭热联产系统中的余热回收环节需要依托先进的热交换设备，将废热与冷却介质进行有效交换，实现能量的再利用。
稻壳炭热联产循环利用系统是一种具有广阔应用前景的能源利用技术。
在农村地区，特别是大量有稻田资源的地区，该系统可以有效地利用稻壳等农业废弃物，充分发挥其资源价值，提高能源利用效率，改善当地环境。
通过持续的技术创新和系统优化，稻壳炭热联产系统将会在农村经济发展和环保方面做出更大的贡献。
第二篇示例：稻壳炭热联产循环利用系统是一种将稻壳炭作为能源利用的系统，通过一系列的流程将稻壳炭燃烧产生的热能和废气进行循环利用，实现资源的高效利用和能源的可持续利用。
废弃稻壳制备高吸附性多孔炭及碳硅复合物
废弃稻壳制备高吸附性多孔炭及碳/硅复合物设计者：王园园陆凤凤王楷媛指导老师：李晓瑄摘要稻壳是稻米加工中的最大副产物，约占稻谷籽粒重量的18%～22%。
我国年产稻谷2亿吨以上，加工后可得稻壳约0.4亿吨。
开展稻壳的综合利用研究对实现粮食产业高效增值，发展节能环保的循环经济具有重要的经济和社会意义。
随着工业的发展，对多孔吸附材料的需求日益增多，其中活性炭材料由于具有吸附容量大，机械强度高，耐酸碱，不溶于水和有机溶剂等特点，广泛用于食品、化工、医药、生物工程以及环保等领域。
稻壳属木质纤维素材料，与现有制备活性炭的原料煤、木材和果壳相比，稻壳具有来源稳定广泛，成本低廉，有害杂质含量极低的优点，是制备活性炭的良好碳源。
但由于稻壳中含有大约20%的无机物（主要是二氧化硅），因此制备的活性炭往往灰分较高。
有研究报道采用强碱高温活化法可以去除二氧化硅制备低灰分活性炭，但收率降低，成本大大提高。
本作品立足于充分利用全稻壳资源，以获得吸附性能优异的多孔材料为目标，通过工艺控制，制备出不同灰分含量的活性炭（灰分小于4%）和碳/硅复合物（灰分大于4%）。
研究采用了分段式真空烧结法，先将稻壳在低温下预炭化，再以碱性试剂浸泡处理预炭化稻壳，去除一定比例的二氧化硅，然后采用真空烧结获得多孔炭材料。
与传统制备活性炭的高温烧结与高温活化两步处理法相比，本工艺能耗低，生产时间短，通过控制碱处理和真空烧结条件，可以根据应用的需要制备出不同比表面积和灰分含量的多孔炭材料，工艺可控性强。
本作品制备的活性炭的比表面积约为670～1660m2/g，碳/硅复合物的比表面积约为340-770 m2/g。
活性炭和低灰分（＜15%）碳/硅复合物的亚甲基蓝吸附值分别达到了320mL/g和230mL/g，都优于国家标准（120mL/g）和市售的一级活性炭（130mL/g）；而碘吸附值也分别达到1652mg/g和1387mg/g，远高于国家标准（500mg/g）。
一种稻壳生产电容炭的方法[发明专利]
![一种稻壳生产电容炭的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/5c1fce4a1611cc7931b765ce050876323112746c.png)
(10)申请公布号(43)申请公布日 (21)申请号 201510822310.6(22)申请日 2015.11.24C01B 31/10(2006.01)C01F 11/18(2006.01)C01B 33/24(2006.01)(71)申请人吉林省凯禹生物质开发利用有限公司地址130400 吉林省长春市榆树市环城工业集中区（吉林省榆树市环城乡八家村）(72)发明人王子忱 李洪坤(74)专利代理机构长春市吉利专利事务所22206代理人李晓莉(54)发明名称一种稻壳生产电容炭的方法(57)摘要一种稻壳生产电容炭的方法，属于生物质能源化工技术领域，包括以下步骤，一、将稻壳和催化剂均匀混合热解生产热解气和热解炭；二、热解气和热解炭经恒温催化脱焦，降低热解炭挥发分，裂解焦油为小分子；三、采用卧式反应釜，旋转使热解炭与碱液均匀混合、热压脱硅，水洗，干燥；四、模板炭和活化剂粉碎、高搅均化、均匀布料；五、采用推进式活化炉，控制升温速率和活化时间制备活化料；六、活化料水洗、酸洗，再水洗至中性；七、产品经干燥、分级、包装。
本发明采用稻壳制作电容炭，使用的是生物质生产可再生能源和化学品，低成本、绿色环保，且生产过程安全无污染，可大规模生产。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书3页 说明书10页 附图1页CN 105329892 A 2016.02.17C N 105329892A1.一种稻壳生产电容炭的方法，其特征是：包括以下步骤，步骤一、稻壳热解选取稻壳，经过筛选净化后与催化剂按干基质量比为(100:1)～(100:5)的比例进行混合，混合后经斗氏提升机加入热解塔，调整进入热解区的氧含量，使热解段温度保持在600℃～700℃，热解0.5h～1.0h，稻壳分解为热解气和热解炭；步骤二、恒温炭化和焦油催化裂解将所述步骤一中得到的600℃～700℃的热解气和热解炭沿着热解塔继续下行，保持恒温除焦油0.5h～1.0h，获得无焦油热解气和热解炭，进入热解塔水冷降温段，降温至300℃～350℃，经旋风分离器将高能热解气和脱焦热解炭分离；步骤三、热解气燃烧供热将所述步骤二中得到的高能热解气引入燃气锅炉燃烧，获得锅炉高压蒸汽；步骤四、模板炭制备将所述步骤二中得到的热解炭，经螺旋推进器加入到卧式反应釜中，按固液比1:5的比例加入5％氢氧化钠或氢氧化钾水溶液，旋转卧式反应釜，将热解炭与氢氧化钠碱液均匀混合，通入所述步骤三中获得的锅炉高压蒸汽，保持锅炉高压蒸汽的压力为5个～6个大气压，反应3h～4h，保持原有压力取出混合液；将混合液压入1号储罐，经1号离心机进行固液分离，回收硅酸钠溶液，剩余固体经传送带进入2号储罐，向2号储罐内加入80℃净化自来水，搅拌溶解20分钟，经2号离心机进行固液分离，获得的固体经传送带进入3号储罐，加入70℃净化自来水，搅拌溶解20分钟，经3号离心机进行固液分离，获得固体经传送带进入4号储罐，加入60℃净化自来水，搅拌溶解20分钟，经4号离心机进行固液分离，水洗至灰分含量小于8wt％后出料，干燥至水分小于10wt％，获得模板炭；步骤五、粉碎将所述步骤四中获得的干燥的模板炭，经气流粉碎机粉碎至模板炭的粒径<10um；步骤六、活化反应将所述步骤五中获得的经粉碎机粉碎的模板炭，与粉碎为粉末状的固体活化剂，按质量比为(1:2)～(1:3)的比例混合，通过搅拌机混合完全后，均匀分布到匣体中，加入到活化炉中，在氮气和水蒸气保护下，调整升温速率为10℃/min～20℃/min，加热升温至350℃～400℃，保持350℃～400℃的温度30min～40min，继续升温至700℃～800℃，调整推进速度，活化反应50min～80min，进入冷却区，匣钵降温50min～80min；步骤七、出料将所述步骤六中冷却匣钵转移至水蒸气保护下的水槽中，使匣钵中活化料继续降温至小于300℃，加水溶料，水洗干燥匣钵；步骤八、水洗将所述步骤七中的活化料转移至1号塑料高速搅拌锅，按料液比为1:20的比例加入80℃纯净水，搅拌溶解20分钟，经1号涂塑离心机固液分离，固体经传送带进入2号塑料高速搅拌锅，加入80℃纯净水，搅拌溶解20分钟，经2号涂塑离心机固液分离，固体经传送带进入3号塑料高速搅拌锅，加入80℃纯净水，搅拌溶解20分钟，经3号涂塑离心机固液分离，得到水洗后固体；步骤九、过滤回收将所述步骤八中的三次洗涤液回收，向回收的溶液中加入氢氧化钙溶液生产碳酸钙和硅酸钙沉淀，过滤回收碱液，调整碱浓度，返回溶硅工序循环利用；步骤十、酸洗将所述步骤八中得到的水洗后固体转移至1号搪瓷反应釜中，按固液比1:20的比例加入60℃含1wt％～2wt％HCl的水溶液，搅拌溶解20分钟，经1号镀钛离心机进行固液分离；将离心后获得的固体转移至2号搪瓷反应釜中，按固液比1:20的比例加入60℃含1wt％～2wt％HCl的水溶液，搅拌溶解20分钟，经2号镀钛离心机进行固液分离；将离心后获得的固体转移至3号搪瓷反应釜中，按固液比1:20的比例加入60℃超纯水，搅拌溶解20分钟，经3号镀钛离心机进行固液分离；将离心后获得的固体转移至4号搪瓷反应釜中，按固液比1:20的比例加入60℃超纯水，搅拌溶解20分钟，经4号镀钛离心机固液分离；将离心后获得的固体转移至5号搪瓷反应釜中，按固液比1:20的比例加入60℃超纯水，搅拌溶解20分钟，经5号镀钛离心机固液分离；将离心后获得的固体转移至6号搪瓷反应釜中，按1:20的比例加入60℃超纯水，搅拌溶解20分钟，经6号镀钛离心机固液分离；再离心后获得的固体转移至7号搪瓷反应釜中，按1:20的比例加入60℃超纯水，搅拌溶解20分钟，经7号镀钛离心机固液分离，获得灰分小于0.3wt％的湿基活性炭；步骤十一、干燥将所述步骤十获得的湿基活性炭均匀分装到搪瓷托盘中，转移到恒温干燥箱中，在120℃的条件下，干燥20h～24h，待电容炭水分小于3wt％，出料；步骤十二、风选分级将步骤所述步骤十一获得的电容炭经气流粉碎机风选，含炭气流经4级旋风分离器分离，经布袋除尘器回收超细粉，经水膜除尘后排空尾气，分别收集4级旋风分离器分离的产品和经布袋除尘器回收的超细粉，生产出一种或一种以上粒径分布的电容炭产品，分别经真空包装入库。
热解稻壳炭的高值化利用研究
热解稻壳炭的高值化利用研究热解液化技术是生物质最具潜力的利用技术之一。
生物质热解过程中会产生大量的焦炭,它们具有碳含量高的特点,可通过后续的加工处理加以高效利用,从而提高整个生物质热解过程的经济性。
作为热解液化原料,稻壳可以从稻米加工厂集中获取,因此稻壳在原料收集成本和便利性方面具有其它生物质原料无法比拟的巨大优势。
而稻壳由于Si02含量高,热解过程稻壳炭产率一般在30%以上。
不过,目前有关快速热解稻壳炭的高附加值利用方面的研究还比较少。
鉴于此,本文开展了利用热解稻壳炭制备固体酸催化剂和活性炭两方面的研究。
(1)固体酸催化剂的制备和应用以热解稻壳炭为原料,浓硫酸为磺化剂制备了固体酸催化剂,考察了磺化温度和磺化时间对固体酸催化剂的影响；以油酸和甲醇的酯化反应为探针反应,探讨了催化剂用量、甲醇和油酸的摩尔比、酯化温度和酯化时间对油酸转化率的影响,并对所制备固体酸催化剂在酯化反应中的稳定性进行了研究；考察了所制备固体酸催化剂的催化酯交换活性,并将其用于催化废餐饮油制备生物柴油。
结果表明,以热解稻壳炭为原料制备固体酸催化剂工艺简单、需要时间短、过程能耗低,适宜的磺化温度和时间分别为90℃和0.5 b,在该条件下制得的固体酸催化剂为无定形炭结构,孔隙结构不够发达,-S03H和酚羟基含量较高,分别约为0.9mmol/g和1.6mmol/g,热稳定性良好,-S03H在180。
C以上时才开始分解；所制备的稻壳炭基固体酸催化剂具有良好的催化酯化活性,在醇油摩尔比为4.1、催化剂用量为5%、酯化温度为110℃、酯化时间为2 h的条件下,油酸的酯化率可达98%以上：所制备的固体酸催化剂具有较好的催化酯交换反应活性,在三油酸甘油酯和甲醇的酯交换反应中,15 h后油酸甲酯的产率约为80%；在以废餐饮油为原料制备生物柴油时,所制备的固体酸催化剂可以同步有效催化废餐饮油中脂肪酸的酯化反应和甘油三酯的酯交换反应,且表现出比Amberlyst-15更高的活性；在稻壳炭基固体酸催化剂的催化作用下,3 h后脂肪酸的转化率可达98%以上,15 h后脂肪酸甲酯的产率接近90%；所制备固体酸催化剂在油酸的酯化反应和废餐饮油制备生物柴油的过程中均表现出了较高的稳定性,在生物柴油制备过程中,经过连续5次利用后,脂肪酸的转化率和脂肪酸甲酯的产率分别为95.75%和80.20%；所制备固体酸催化剂的催化酯化活性优于催化酯交换活性,因此在以脂肪酸含量较高的油品为原料制备生物柴油时具有极大的应用潜力。
稻壳连续式炭化工艺及其性能研究
稻壳连续式炭化工艺及其性能研究庄晓伟;潘炘;陈顺伟;蒋应梯【摘要】Experiments were conducted on carbonization of rice chaff by indigenous R & D continuous carbonization furnace, as well as on effect of different carbonization temperature on yield of carbonization and rice chaff vinegar, and on properties of rice chaff carbon. The result demonstrated that the optimal outlet speed increased with carbonization temperature, they had linear correlation with the equation as:y = 0.0125x-2.25, R2 = 1. Different carbonization technologies had little influence on properties of rice chaff carbon and vine vinegar, and quality of rice chaff carbon could meet the demand for substrate. The technology with carbonization temperature of 260±10℃ and outlet of 1.00 L/10 minutes had yield of rice chaff vinegar of 55%, evidently higher than the otherthree tested technologies, while that with carbonization temperature of 320±10℃ and outlet of 1.75 L/10 minutes had the most yield of rice chaff carbon.%采用自主研制的连续式炭化炉进行了稻壳炭化试验，对不同炭化温度和稻壳炭出料速度对炭化得率、稻壳醋液得率以及稻壳炭性能的影响进行分析，结果表明：最佳出料速度随炭化温度的升高呈上升趋势，且两者呈线性相关，其相关方程为y =0.0125x－2.25，R2=1；炭化优化工艺对稻壳炭的pH值（8.06~9.00）、热值（19350~20980 J/g）、固定碳含量（40.92%~45.15%）等性能指标以及稻壳醋液性能的影响较小，各处理稻壳炭能够符合栽培基质用途要求；炭化温度260±10℃、10min出料1.00 L时稻壳醋液得率55.28%，明显高于另外3个炭化工艺，适合以稻壳醋液为主要目标产品的生产；而炭化温度320±10℃、10min出料1.75 L时，稻壳炭的生产效率最高，适合以稻壳炭为主要目标产品的生产。
由稻壳灰制备活性炭的工艺及应用研究
KOH 在反应釜中反应 。反应条件控制为 : 压力4. 0 MPa ,时间 4h ,灰与碱的配比为 1∶0. 5 (质量计) ,反应 结果见表 1 。
表 1 炭化温度对稻壳灰组成及反应结果的影响
收稿日期 :2002 - 07 - 04 卫延安 :男 ,1969 年出生 ,讲师 ,博士研究生 ,粮油精细化工药物中
间体合成
碱为主要原料 ,探讨用碱量 、配比 、反应时间 、压力等 因素的影响 ,通过单因素和正交实验 ,以期开发出一 条适合推广应用的工艺路线及技术参数 。
1 实验材料与方法
1. 1 实验材料 所用试剂均为分析纯 ; 甲基蓝 ( HGB3394) 指示
将稻 壳 过 40 目 筛 , 去 除 筛 下 物 , 所 余 部 分 经 600 ℃炭化炉炭化 ,所得稻壳灰依据优化反应条件 (压 力 0. 5MPa 、反应时间 4h 、稻壳与碱以 1∶0. 22 配比) 进 行反应 。结果见表 4 。
表 4 稻壳过筛对产品质量的影响
稻壳处理 亚甲蓝吸附值 情况 (mL/ 0. 1g)
品 ,结果见表 5 。
由表 5 可以看出 ,经高温活化后 ,要烧除部分炭 ,
但会增加活性炭的吸附值 。其机理可能是 :
活化剂充分溶入炭的内层结构 ,腐蚀炭的表面 ;
活化剂本身发生分解 ,与炭表面发生反应 ;
在更高温度下进一步烧失无序炭 ,使微孔进一步 扩大〔12〕。
2. 4. 2 高温活化
由于用稻壳灰制备活性炭其工艺过程是采用碱
剂 ,炭化稻壳 ,自制 。 高温马弗炉 , GS - 2 高压反应釜 ,SBD - 1 数字白
稻壳灰制备活性炭
稻壳灰制备白炭黑可行性研究报告1. 前言： (1)2. 产品用途： (2)2.1 电子封装材料 (3)2.2 树脂复合材料 (3)2.3 塑料 (3)2.4 涂料 (4)2.5 橡胶 (4)2.6 颜（染）料 (5)2.7 陶瓷 (5)2.8 密封胶、粘结剂 (6)2.9 玻璃钢制品 (6)2.10 药物载体 (7)2.11 化妆品 (7)2.12 抗菌材料 (8)2.13 在光学领域的应用 (8)2.14 新型有机玻璃添加剂 (9)3. 市场需求分析： (9)4. 白炭黑工业生产方法： (11)4.1 气相法 (11)4.2 沉淀法 (12)4.3 新方法 (12)4.4 以稻壳灰为原料的生产方法： (12)5. 工艺流程： (13)6. 设备配置报价表： (14)7. 市场利润分析： (15)1. 前言：水稻是世界上种植面积最广、产量最大的农作物。
我国稻谷总产量约2 亿t，占全世界总产量的1/3，居世界首位。
稻谷中，作为主要的副产物——稻壳(rise hull，RH)约占20%，是稻谷加工厂的主要副产品。
按此计算，我国每年的稻壳总量在4000 万t 左右，数量十分庞大，是一种量大面广价廉的可再生资源。
由于稻壳体积大，容重小，在许多地方已成为农业废弃物，特别是稻壳燃烧后的稻壳灰，用途局限，价格低廉，大部分作为废物弃之，对环境产生巨大压力。
因此，为稻壳寻求合适的出路已成为日益迫切的课题。
稻壳的主要组成是纤维素类、木质素类和硅类, 品种及产地不同, 其组成有所差别, 大致组成为: 粗纤维35.5%～45%( 缩聚戊糖16%～22%) 、木质素21%～26%、灰分11.4%～22%、二氧化硅10%～21%。
根据稻壳的化学组成, 可将它的利用分为三大类: 利用它的纤维素类物质, 采用水解的方法生产如糠醛、木糖、乙酰丙酸等化工产品; 利用它的硅资源生产如泡花碱、白炭黑、二氧化硅等含硅化合物; 利用它的碳、氢元素, 通过热解( 气化、燃烧等) 获得能源。
谷壳制活性炭的研究
随着我国工农业生产的迅速发展和人民 生活水平的不断提高 , 活性炭在各个领域中 的应用日益广泛 ,它已成为国民经济中不可缺少 的重要化工产品之一 , 我国是活性炭生产大 国 , 产品 60 %出口 。但是 , 传统的活性炭生 产 工艺有很多缺点 , 如严重污染环境 , 林业资源 坏破严重 。
用 性 、先 进 性 , 及 时 报 道 化 工 及 相 关 行 业 的 国 内 外 科 技 成 就 、发 展 动 态 , 提 供 新 产 品 、新 技 术 、推 广 实 用 技 术 和 企
业 技 改 、革 新 经 验 , 是 化 工 企 事 业 单 位 科 技 人 员 、高 等 院 校 师 生 的 得 力 助 手 。
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江西化工
2000 年第 3 期
活化而直接活化) 。不预活化的活性炭质量略 低 , 但也能够达到标准 。预活化可以使产品质 量有很大的提高 , 除硅也容易一些 , 因而使产 品 的 灰 份 减 少 。产 品 送 江 西 省 产 品 质 量 检 测 所检测 , 脱色力达到试剂标准 , 灰份略高于标 准 。其原因为除硅后还有残余的硅 。在没有特 殊要求的行业中并不干扰使用过程中的脱 色 , 净化 。因为活性炭中的灰份在大部分液相 中 都 不 会 溶 解 出 来 。如 果 预 活 化 后 就 粉 碎 200目过筛 , 可以减少灰份 。在实验室条件下 , 谷壳制活性炭的较佳工艺条件是 : 磷酸浓度
2000 年第 3 期
江西化工
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用磷酸法 。选定磷硫比为 ( 50 % : 1 % , 45 % : 1 % , 40 % : 1 % , 35 % : 1 %) , 活 化 温 度 为 ( 350 ℃, 400 ℃, 450 ℃, 500 ℃) , 活化时 间 为 ( 20 , 30 , 40 , 50 分钟) 作为考查的三个因素 。试 验 采 用 正 交 实 验 法〔4 〕 , 安 排 16 次 实 验 , 每 次 实验用 30 克已预活化的谷壳 , 与活化剂充分
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利用稻壳生产空心炭棒及效益分析
王永阁1,杨景学2,李明菊1(1.黑龙江省集贤县红兴隆粮库,集贤155811;2.黑龙江省友谊农场)
王永阁,杨景学,李明菊. 利用稻壳生产空心炭棒及效益分析[J]现代化农业,2001(8):38
稻壳约占稻谷的20%左右,一个年加工能力为5000t的大米加工厂年产稻壳约1000t,生产厂家对稻壳的处理多数是点燃烧掉,不仅污染环境,而且还浪费了资源。
为了充分利用稻壳,黑龙江省集贤县红兴隆粮库大米厂1998年购进了2台ZBJⅡ型人造炭成形机,利用稻壳生产空心炭棒供锅炉使用,不仅使该厂稻壳得到了有效利用,而且保护了环境,还减少了取暖费用的支出。
现将人造炭成形机结构及使用效果介绍如下。
1ZBJⅡ型人造炭成形机工作原理
ZBJⅡ型人造炭成形机结构见图1。
图1ZBJⅡ型人造炭成形机示意图
1.加热圈
2.锥套
3.进料斗
4.加热筒
5.螺旋推进器
加热圈通电后产生热量把加热筒加热,温度达到350℃时从进料斗加入稻壳,稻壳在螺旋推进器作用下被压缩至锥套处形成稻壳棒,经锥套进一步压缩,稻壳棒自身温度迅速上升,再经过加热筒时被逐渐炭化而形成稻壳炭棒(空心炭棒),最后被慢慢推出机外。
ZBJⅡ型人造炭成形机主要技术参数：装机功率：15.5kW 配套电机功率：11kW
热功率：4.5kW 生产率：200~300kg/h 稻壳转化率：70% 空心炭棒密度：1.3t/m3空心炭棒：内径20mm外径55mm长50mm 空心炭棒发热量：18.8～29.3MJ/kg
2效益分析
在实际应用中,该机的生产率平均为250kg/h,生产的空心炭棒发热量与煤相差不多。
红兴隆地区煤的低基发热量为23MJ/kg,煤按105元/t、电按0.8元/(kWõh)计算,则生产1t空心炭棒成本为59.6元(电费49.6元、人工费10元),在取空心炭棒与煤同等发热量情况下,烧空心炭棒比烧煤节约45.4元/t。
黑龙江省集贤县红兴隆粮库有蒸发量2t/h供暖锅炉1台,供热面积近7000m2,日耗煤3.4t,一个取暖期用煤600多t,购煤费用需6.3多万元,用稻壳空心炭棒代替部分煤可处理稻壳近1000t,生产空心炭棒600多t,如用500t空心炭棒代替煤,可节约资金2.27万元。
此外,人造炭成型机工作时会产生大量烟气(温度200~250℃),对该机进行简单改造,使烟气通过不锈钢管冷却后回流到一个环形凹槽中进行收集,便得到一种带刺激味的棕色液体(为木酢液),含有多种植物所需的微量元素,可促进植物根系生长。
从100kg稻壳中可提取12kg木酢液,年产出木酢液120t,木酢液按400元/t计算,产值为4.8万元。
经上述分析,用人造空心炭棒代替煤可节约资金2.27万元,收集烟气得到的木酢液可增产值4.8万元,由于人造炭成形机年维修费约4万元,这样的一个生产季节净增产值3.07万元,经济效益可观。
再者,以往的大煤堆、稻壳堆及炉渣堆不见了,每年只需备100t煤用于烘炉、引炉即可,不仅减少了占地面积,同时还美化了环境。
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