一种用聚氯乙烯与市政污泥制备的生物炭及其制备方法.pdf

(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CN113955737A(43)申请公布日2022.01.21(21)申请号202111292363.3B01J20/30(2006.01)(22)申请日2021.11.03(71)申请人中铁上海工程局集团市政环保工程有限公司地址200436上海市静安区江场西路299弄22号9层申请人中铁上海工程局集团有限公司(72)发明人孙东晓杨生巧董志强邱宇平刘学明梅晓君(74)专利代理机构上海元好知识产权代理有限公司31323代理人贾慧琴包姝晴(51)Int.Cl.C01B32/05(2017.01)B01J20/20(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种用聚氯乙烯与市政污泥制备的生物炭及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种用聚氯乙烯与市政污泥制备的生物炭及其制备方法，包含以下步骤：S1，分别将市政污泥和聚氯乙烯干燥，破碎，筛分；S2，筛分后按照市政污泥：聚氯乙烯＝(4‑20)：1的质量比混合均匀后，放入炭化炉，加热到200‑400℃并维持1‑3小时，记为初次热解，以使聚氯乙烯缓慢降解生成氯化氢，从而对市政污泥进行充分地酸化；继续升温到500‑1200℃并维持1‑3小时，记为二次热解，随后降至室温；S3，将炭化后得到的固体洗涤后干燥，得到市政污泥与废弃塑料共热解制备的生物炭。本发明通过分阶段热解，提高了聚氯乙烯的利用效率，实现了对生物炭的酸化，既节省了酸化步骤，也节约了能源。CN113955737ACN113955737A权利要求书1/1页1.一种聚氯乙烯与市政污泥制备生物炭的方法，其特征在于，包含以下步骤：S1，分别将市政污泥和聚氯乙烯干燥，破碎，筛分；S2，筛分后按照市政污泥：聚氯乙烯＝(4‑20)：1的质量比混合均匀后，放入炭化炉，加热到200‑400℃并维持1‑3小时，记为初次热解，以使聚氯乙烯缓慢降解生成氯化氢，从而对市政污泥进行充分地酸化；继续升温到500‑1200℃并维持1‑3小时，记为二次热解，随后降至室温；S3，将炭化后得到的固体洗涤后干燥，得到市政污泥与废弃塑料共热解制备的生物炭。2.如权利要求1所述的聚氯乙烯与市政污泥制备生物炭的方法，其特征在于，S2中市政污泥与聚氯乙烯的混合步骤为：将市政污泥与聚氯乙烯投入去离子水中搅拌混合，然后再将得到的混合物干燥。3.如权利要求1所述的聚氯乙烯与市政污泥制备生物炭的方法，其特征在于，S2中市政污泥与聚氯乙烯的质量比为(5‑10)：1。4.如权利要求1所述的聚氯乙烯与市政污泥制备生物炭的方法，其特征在于，初次热解的温度为250‑350℃。5.如权利要求1所述的聚氯乙烯与市政污泥制备生物炭的方法，其特征在于，二次热解的温度为500‑600℃。6.如权利要求1所述的聚氯乙烯与市政污泥制备生物炭的方法，其特征在于，S3中的洗涤步骤为依次使用盐酸和去离子水洗涤。7.一种使用权利要求1‑6中任意一项所述的方法制备的生物炭，其特征在于，所述的生物炭为酸性生物炭。2CN113955737A说明书1/3页一种用聚氯乙烯与市政污泥制备的生物炭及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及固废减量化与资源化利用领域，具体涉及一种利用聚氯乙烯与市政污泥共热解制备的生物炭及其制备方法。背景技术[0002]聚氯乙烯塑料作为门窗、地板、墙板、排水管、给水管及通风管等的重要原料，年消耗量与废弃量巨大，如何实现减量化与资源化利用，是解决聚氯乙烯塑料问题的难点之一。碳化裂解技术作为一种高效清洁的技术，通过在缺氧条件下的高温加热，将生物质裂解成为生物炭，从而达到减量化和资源化的目的。CN111217353A以聚氯乙烯粉体为原料，季铵盐为催化剂，在碱溶液中脱去部分氯化氢，经交联固化后热解得到炭粉。CN111777053A将聚氯乙烯废物和脱氯剂混合,后密闭加热进行热解处理,得到气相产物和固相产物,所述气相产物为高热值热解气,固相产物再经酸液浸泡和水洗后得到氯盐溶液和碳材料。[0003]聚氯乙烯热解过程中，氯的脱出及其相关利用、化学能和生物质能的回收，是重要的研究方向。一般而言，低温热解有利于氯化氢气体的产生，高温裂解则有助于多烯烃芳结构的形成。现有技术未充分利用各温度下的特点，同时未涉及与其他材料的共热解。发明内容[0004]本发明的目的是实现利用聚氯乙烯的理化性质，对聚氯乙烯进行高效热解，增加产物附加值。[0005]为了达到上述目的，本发明提供了一种聚氯乙烯与市政污泥制备生物炭的方法，包含以下步骤：[0006]S1，分别将市政污泥和聚氯乙烯干燥，破碎，筛分；[0007]S2，筛分后按照市政污泥：聚氯乙烯＝(4‑20)：1的质量比混合均匀后，放入炭化炉，加热到200‑400℃并维持1‑3小时，记为初次热解，以使聚氯