基于棉花杆的生物炭制备方法和制备系统以及汞吸收剂.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CN107537442A(43)申请公布日2018.01.05(21)申请号201710893275.6(22)申请日2017.09.28(71)申请人青岛农业大学地址266109山东省青岛市城阳区长城路700号青岛农业大学资源与环境学院(72)发明人张磊(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/30(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称基于棉花杆的生物炭制备方法和制备系统以及汞吸收剂(57)摘要公开了一种基于棉花杆的生物炭制备方法、制备系统及汞吸收剂，制备方法包括将棉花杆进行水洗后剪切成0.5-1.5厘米的小段，所述小段在70℃-80℃中烘干，烘干后的小段经破碎设备粉碎后过60目筛得到棉花杆颗粒；棉花杆颗粒加入含有氯化亚锡和三氯化铁的水溶液中浸渍3-4小时后在80℃-90℃中干燥4-5小时得到混合物；所述混合物在马弗炉中氮气下以8-10℃/min的速度升温至350-400℃且持续5-6小时得到棉花杆生物炭颗粒；所述棉花杆生物炭颗粒在含有氯化亚铁、氯化锌和硒粉的乙二醇溶液中通入氯气下以150-160℃搅拌2-3小时后，加入酸溶液调节pH值为4.5-6，然后以40-50℃真空干燥6-7小时获得棉花杆生物炭。CN107537442ACN107537442A权利要求书1/2页1.一种基于棉花杆的生物炭制备方法，其步骤包括：第一步骤中，棉花杆进行水洗后剪切成0.5-1.5厘米的小段，所述小段在70℃-80℃中烘干，烘干后的小段经破碎设备粉碎后过60目筛得到棉花杆颗粒；第二步骤中，棉花杆颗粒加入含有氯化亚锡和三氯化铁的水溶液中浸渍3-4小时后在80℃-90℃中干燥4-5小时得到混合物，所述水溶液中的棉花杆颗粒、氯化亚锡和三氯化铁的质量份比例处于100:(5-8):(20-40)；第三步骤中，所述混合物在马弗炉中氮气下以8-10℃/min的速度升温至350-400℃且持续5-6小时得到棉花杆生物炭颗粒；第四步骤中，所述棉花杆生物炭颗粒在含有氯化亚铁、氯化锌和硒粉的乙二醇溶液中通入氯气下以150-160℃搅拌2-3小时后，加入酸溶液调节pH值为4.5-6，然后以40-50℃真空干燥6-7小时获得棉花杆生物炭，其中，所述乙二醇溶液中的棉花杆生物炭颗粒、乙二醇、氯化亚铁、氯化锌和硒粉的质量份比例处于100:(600-800):(5-6):(20-24):(5-6)。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第二步骤中，所述水溶液中的棉花杆颗粒、氯化亚锡和三氯化铁的质量份比例处于100:6:30。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，第四步骤中，所述乙二醇溶液中的棉花杆生物炭颗粒、乙二醇、氯化亚铁、氯化锌和硒粉的质量份比例处于100:700:5.5:22:5.5。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第四步骤中，加入盐酸溶液调节pH值为5。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第一步骤中，棉花杆先通过自来水清洗完杂质后，再经由蒸馏水水洗2次后，剪切成1厘米的小段，所述小段在75℃中烘干，烘干后的小段经破碎设备粉碎后过60目筛得到棉花杆颗粒。6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，第三步骤中，所述混合物在马弗炉中氮气下以9℃/min的速度升温至380℃且持续5.5小时得到棉花杆生物炭颗粒。7.一种汞吸附剂，所述汞吸附剂包括根据权利要求1~6中任一项所述的制备方法制备的棉花杆生物炭、硫化钙和亚硒酸钠，其中，棉花杆生物炭、硫化钙和亚硒酸钠的质量份比例处于100:(20-30):(40-60)。8.一种实施权利要求1-6中任一项所述基于棉花杆的生物炭制备方法的制备系统，其包括预处理装置（1）、混合装置（2）、炭化装置（3）、处理装置（4）和控制装置（5），其特征在于，所述预处理装置（1）包括用于清洗棉花杆的清洗设备（6）、烘干设备（7）和用于粉碎棉花杆的破碎设备（8），所述烘干设备（7）设有第一温度传感器（9），所述破碎设备（8）设有转速传感器（10）；所述混合装置（2）设有定量注入水溶液的输液阀（11）、第一浓度传感器（12）和用于干燥所述水溶液的干燥模块（13），所述干燥模块（13）设有第二温度传感器（14）；所述炭化装置（3）包括马弗炉（15）和第三温度传感器（16）；所述处理装置（4）设有定量注入乙二醇溶液的注液阀（17）、第二浓度传感器（18）、酸碱度传感器（19）、用于定量加入酸溶液的注酸口（20）、用于搅拌的搅拌器（21）、加热模块（22）2CN107537442A权利要求书2/2页和真空干燥器（23），其中，加热模块（22）和真空干燥器（23）分别设有第四温度