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技术问答

木糖醇渣生产粉状活性炭的方法

发布时间:2021-11-18点击:

木糖醇生产中要产生大量的工业废渣,一般情况下生产1t木糖醇大约排放含水约70%~80%的废渣26~28t。年产500t木糖醇厂每年排放的废渣约13000~15000t,不仅占用大量场地且会造成环境污染。同时,木糖醇生产中还需用大量粉状活性炭,年产500t木糖醇厂每年需粉状活性炭约150t。以玉米芯为原料的木糖醇渣经分析,其主要化学成分是含碳量较高的纤维素和木质素,因此,利用木糖醇渣生产该厂需用的粉状活性炭,既能将废渣综合利用,变废为宝,又能为厂家节约大量资金,增加经济效益。

1 原料

木糖醇渣:含水量约70%~80%;

工业磷酸:85%(质量分数);

工业盐酸:31%(质量分数)。

2 原理与方法

2.1 原理

用磷酸浸渍经干燥的木糖醇渣制备活性炭。磷酸是一种中强酸,具有脱水性,它能将废渣中的部分纤维分子的复合体溶解,加热活化时,磷酸作为电子对给予体和接受体中心与纤维素复合体的-OH发生作用,导致纤维素分子间键的断裂,形成链状纤维素分子,易环构化形成缩合苯环平面状结构,进一步缩合成三维网状结构,从而形成微孔、中孔、过渡孔发达的缩聚碳。因此,其焦糖脱色能力较佳。该法所得活性炭收率高、易精制、成本低。

2.2 方法

首先对木糖醇渣进行预处理,除去泥沙等杂质后,干燥并粉碎至20目以上。配制一定浓度的磷酸溶液,与木糖醇渣的固液比经实验确定为1:2.5较适宜,混合搅拌20~30min,放置30min。将混合料投入炭活化炉中,缓慢升温至400~500℃,保温1~2h。活化料出炉后经酸洗、水洗、干燥粉碎等工序得粉状活性炭。

3 结果与讨论

3.1 经试验得知,木糖醇渣制备粉状活性炭的较佳活化条件应选为磷酸浓度40%,活化温度450℃,活化时间1h为宜(固液化为1:2.5)。

3.2 由实验可知,原料木糖醇渣水分含量对活性炭脱色力有很大影响。从实验结果得知,原料水分含量<10%时,所得活性炭脱色能力强,但从生产成本考虑,原料含水越少,其消耗能源越多,从综合效益看,原料含水量以控制在20%~25%较为适宜。

4 经济效益

年产500t木糖醇厂可利用废渣生产糖用粉状活性炭200t。木糖醇生产中每年使用50t左右,按活性炭价格为6000元/t计,本厂可降低成本30万元,余下150t活性炭可盈利10万元。因此,年产500t木糖醇厂将废渣生产为活性炭,每年可为本厂降低成本总计为40万元左右。不仅减少了环境污染,而且可变废为宝,增加经济效益。

5 结论

5.1 由木糖醇渣制取粉状活性炭的较佳工艺条件为:磷酸浓度40%,活化温度450℃,活化时间1h(固液比1:2.5)。

5.2 产品活性炭的亚甲基蓝脱色力和焦糖脱色力(A法)指标均达一级活性炭标准(GB/T 12496.1~12496.22-90)。

5.3 原料含水量应控制在20%~25%为宜。

5.4 该法生产的活性炭灰分较高,有待进一步改进。