【CN109967033A】一种改性稻壳生物质炭及其制备方法【专利】

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《2024年改性生物炭的制备及其在环境修复中的应用》范文

《改性生物炭的制备及其在环境修复中的应用》篇一一、引言随着人类社会的快速发展，环境污染问题日益突出，环境修复技术逐渐成为研究热点。

改性生物炭作为一种新型的环境修复材料，因其具有良好的吸附性能、较高的化学稳定性和生物相容性，被广泛应用于重金属离子去除、有机物降解、土壤改良等领域。

本文将详细介绍改性生物炭的制备方法及其在环境修复中的应用。

二、改性生物炭的制备1. 原料选择改性生物炭的制备原料主要包括生物质废弃物和活性炭等。

生物质废弃物如农林废弃物、城市生活垃圾等，经过适当的处理和活化过程，可以转化为生物炭。

活性炭具有较高的比表面积和吸附性能，可以作为生物炭的改性剂。

2. 制备方法（1）炭化过程：将生物质废弃物进行破碎、干燥后，在无氧或限氧条件下进行高温炭化，使生物质废弃物中的有机物热解，形成原始生物炭。

（2）活化过程：将原始生物炭进行活化处理，使其具有更高的比表面积和孔隙结构。

常用的活化方法包括物理活化法（如蒸汽活化、二氧化碳活化等）和化学活化法（如磷酸活化、氢氧化钾活化等）。

（3）改性过程：将活化后的生物炭与改性剂（如活性炭、氧化剂等）进行混合、搅拌、干燥等处理，使生物炭具有更好的吸附性能和化学稳定性。

三、改性生物炭在环境修复中的应用1. 重金属离子去除改性生物炭具有较高的比表面积和丰富的官能团，可以与重金属离子发生吸附、络合等作用，从而有效去除水体中的重金属离子。

此外，改性生物炭还可以通过改变pH值、离子强度等条件，调节重金属离子的去除效果。

2. 有机物降解改性生物炭具有良好的吸附性能和催化性能，可以吸附和降解水体中的有机物。

同时，改性生物炭还可以为微生物提供生长和繁殖的场所，促进有机物的生物降解。

3. 土壤改良改性生物炭可以改善土壤的物理性质和化学性质，提高土壤的保水性和通气性。

同时，改性生物炭还可以吸附和固定土壤中的重金属离子和有机污染物，减少其对作物的毒害作用。

此外，改性生物炭还可以促进土壤中微生物的生长和繁殖，提高土壤的生物活性。

一种改性生物炭及其制备方法和应用[发明专利]

专利名称：一种改性生物炭及其制备方法和应用专利类型：发明专利
发明人：王风,冯梦晗,罗元,张克强
申请号：CN202210376247.8
申请日：20220412
公开号：CN114433024A
公开日：
20220506
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种改性生物炭及其制备方法和应用，涉及吸附材料技术领域。

本发明提供的改性生物炭的制备方法，包括以下步骤：在隔绝空气条件下，将农业废弃物进行第一煅烧，得到生物炭基材；将含Ca源废弃物进行第二煅烧，和水混合后，得到Ca(OH)2悬浊液；将所述生物炭基材置于所述Ca(OH)2悬浊液中，浸渍，得到改性生物炭。

本发明制备的改性生物炭在初始pH酸性条件下，表面Ca(OH)2优先与溶液中H+发生酸碱中和反应，使改性生物炭在偏碱条件下与磷酸盐发生化学沉淀，与其他Ca负载生物炭相比，吸附量提高3~15倍。

申请人：农业农村部环境保护科研监测所
地址：300191 天津市南开区复康路31号
国籍：CN
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一种稻壳生产电容炭的方法[发明专利]

(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。

稻壳碳的制作方法

稻壳碳的制作方法稻壳碳是一种新型活性炭，它的制作方法比传统活性炭更环保、更低成本、更高效率。

稻壳碳可广泛应用于污水处理、空气净化、金属离子吸附等领域，具有巨大的市场潜力。

本文将详细介绍稻壳碳的制作方法。

一、煅烧法煅烧法是一种常见的活性炭制备方法，其步骤如下：1.采集稻壳：选择质量好的稻壳进行采集。

2.清洗：将采集到的稻壳进行清洗，并去除其中的杂质。

3.烘干：将清洗后的稻壳进行烘干，除去其中的水分。

4.瓦斯化：将烘干后的稻壳放入瓦斯化炉中，以瓦斯为热源进行加热，使稻壳燃烧生成焦炭。

5.炭化：将焦炭放入升温炉中进行炭化处理，使其表面氧化，产生一定的孔隙度和活性。

6.活化：将炭化后的焦炭进行活化处理，通过蒸汽活化、酸碱活化等方式，使得其表面产生更多的孔隙度和活性。

7.冷却：将活化后的焦炭进行冷却处理，以降低其温度。

8.制粒：将冷却后的焦炭进行制粒处理，产生属于稻壳碳的粒径大小。

二、化学活化法化学活化法是一种利用化学物质进行活化的制备方法，其步骤如下：1.采集稻壳并破碎：将采集到的稻壳进行破碎处理，使其表面更易于接触化学物质。

2.溶液处理：将破碎后的稻壳放入活化剂溶液中浸泡，使其表面与活化剂接触，使其表面孔隙度增加。

3.水洗：将浸泡后的稻壳进行水洗清洗，去除其表面不需要的杂质。

4.烘干：将清洗后的稻壳进行烘干处理，除去其中的水分。

5.炭化：将烘干后的稻壳进行炭化处理，产生一定的孔隙度和活性。

6.活化：将炭化后的稻壳进行活化处理，通过蒸汽活化、酸碱活化等方式，使得其表面产生更多的孔隙度和活性。

7.冷却：将活化后的稻壳进行冷却处理，以降低其温度。

8.制粒：将冷却后的焦炭进行制粒处理，产生属于稻壳碳的粒径大小。

三、微波活化法微波活化法是一种新型的活化方法，其步骤如下：1.采集稻壳并破碎：将采集到的稻壳进行破碎处理，使其表面更易于接触微波光源。

2.微波处理：将破碎后的稻壳放入微波反应器中，通过微波辐射进行活化，使其表面孔隙度增加。

一种稻壳炭的制备方法[发明专利]

专利名称：一种稻壳炭的制备方法专利类型：发明专利
发明人：周诗天,周迁
申请号：CN201810425679.7申请日：20180507
公开号：CN108579677A
公开日：
20180928
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开一种家庭制作稻壳碳防装修污染的方法，包括先将稻壳中小石子等不溶杂质清除，后用清水洗稻壳清除可溶杂质，在太阳下晒干或鼓风干燥机中120℃烘干。

将稻壳放入马弗炉中400℃炭化1小时，随炉冷却后研磨，过90目筛，取碳化炭粉、氢氧化钠和纯水，按质量比1:3:3混合均匀；浸泡稻壳碳粉，晾置24小时；过滤后取出滤渣，用鼓风干燥机中120℃烘干，放入马弗炉里，350℃下保温半小时，然后再升温至700℃灼烧1小时。

马弗炉冷却以后，将里面物质用蒸馏水洗至pH值为6，再次放入鼓风干燥机中120℃烘干，即可制作成标准稻壳炭粉。

然后将稻壳碳粉先装入无纺布袋，后套入普通布袋中，放入新装修的家中就可以吸收装修污染物。

申请人：金肯职业技术学院
地址：211100 江苏省南京市江宁区铜山金铜路2号
国籍：CN
代理机构：北京轻创知识产权代理有限公司
代理人：谈杰
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一种利用稻壳制备高吸附活性炭及白炭黑的生产方法[发明专利]

专利名称：一种利用稻壳制备高吸附活性炭及白炭黑的生产方法
专利类型：发明专利
发明人：王和新,霍振业
申请号：CN200810172374.6
申请日：20081104
公开号：CN101486460A
公开日：
20090722
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种利用稻壳制备高吸附活性炭及白炭黑的生产方法，涉及化工原料制备领域。

目前制备活性炭及白炭黑的生产方法存在能耗高、环境污染严重等问题。

本发明为克服这些缺点，采用稻壳为原料，将气化后的稻壳在加温条件下与碳酸钠水溶液反应，经固液分离，所得滤渣经水洗、浸氯化铁或硫酸亚铁添加剂、活化、酸洗、水洗、干燥、粉碎、包装制成成品活性炭，所得滤液经降温分解、再次固液分离、中和、滤洗、干燥、粉碎、包装制成成品白炭黑，本方法原料易得、生产能耗低、产品质量稳定、无环境污染。

申请人：王和新,霍振业
地址：464000 河南省信阳市浉河区周家胡同44号1号楼6号
国籍：CN
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一种以稻谷壳为原料制备的食品级活性碳及其生产方法[发明专利]

专利名称：一种以稻谷壳为原料制备的食品级活性碳及其生产方法
专利类型：发明专利
发明人：钱俊青
申请号：CN200810059750.0
申请日：20080222
公开号：CN101244822A
公开日：
20080820
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种以稻谷壳为原料制备的食品级活性碳及其生产方法。

方法如下：以稻谷壳为原料，加入水，加热至沸并保持15～20分钟，沥干，再烘干、粉碎，加入双氧水，搅拌均匀，于150～200℃活化60～90min，升温至300～600℃，灼烧30～60分钟，冷却，得所述食品级活性碳。

本发明以氧化法制得稻谷壳活性碳，与现有技术以酸、碱处理活化制备稻谷壳活性碳，活化机理不同，制得的稻谷壳活性碳性能也不相同，突出的优点是本发明活性碳只含有稻谷壳自身的成分，没有活化试剂和其它成分残留，食用安全性高；本发明活性碳成分中含有二氧化硅，经氧化结合高温灼烧活化，二氧化硅吸附活性点在活性碳表面暴露，因而对多酚类物质、色素的吸附能力突出，应用于食品澄清，脱色效果更好。

申请人：浙江工业大学
地址：310014 浙江省杭州市下城区朝晖六区
国籍：CN
代理机构：杭州天正专利事务所有限公司
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一种改性生物质炭基肥及其制备方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010619363.9(22)申请日 2020.07.01(71)申请人安徽省农业科学院土壤肥料研究所地址 230000 安徽省合肥市农科南路40号(72)发明人王家宝　孙义祥　袁嫚嫚　邬刚　(74)专利代理机构义乌市宏创专利代理事务所(普通合伙) 33320代理人汪奇(51)Int.Cl.C05G 3/20(2020.01)C05G 3/40(2020.01)C05G 3/80(2020.01)C05G 3/90(2020.01)C05G 5/12(2020.01)(54)发明名称一种改性生物质炭基肥及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种改性生物质炭基肥及其制备方法。

其主要由以下重量组分组成，是由改性生物质炭粉5-40份，磷酸二铵10-20份；尿素20-25份；氯化钾6-10份；粘结剂1-6份；填充料10-50份，经破碎、混合、肥料造粒机造粒制备而成。

本发明将生物质炭粉进行改性，能有效降低其pH，使其和碱性肥料混合后，不会降低肥效；本发明的原材料价廉易得、制备工艺简单、养分释放期长，可长期保持土壤肥力，本发明的改性生物质炭基肥是一种高效环保的新型肥料。

权利要求书1页说明书4页附图2页CN 111646853 A 2020.09.11C N 111646853A1.一种改性生物质炭基肥及其制备方法，包括如下重量份数的组分制成：改性生物质炭粉5-40份；磷酸二铵10-20份；尿素20-25份；氯化钾6-10份；粘结剂1-6份；填充料10-50份。

2.根据权利要求1所述的一种改性生物质炭基肥及其制备方法，其特征在于：所述改性生物质炭为水稻秸秆炭、稻壳炭、小麦秸秆炭、玉米秸秆炭、果木炭、花生壳炭中至少一种通过改性后得到；所述粘结剂为氧化淀粉、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、海藻酸钠中至少一种溶于水后形成；所述填充料为高岭土、膨润土、白土、滑石粉中至少一种。