本发明涉及秸秆炭化技术领域,具体为一种大豆秸秆制备活性炭的工艺、设备及其处理铀废水的应用。
背景技术:
铀元素及其化合物是重要的核原料之一,在铀资源的开采以及利用过程中会产生大量的含铀废液,这些含铀放射性废液难免会进入水体,即使是非常低浓度的铀元素也会对人体和生态系统造成极大的危害。
含铀废水中的铀主要以四价和六价的化学价态存在,但是相对而言,六价铀的水溶性比较好,且比较难被去除,所以处理含铀废水的研究对象,主要是废水中六价铀及其化合物。随着铀的使用范围和需求量增大,铀矿的开采和冶炼的力度增大,大量含铀废水排放,污染了人类的生活用水,对人类的健康和安全造成威胁。查看文献得知,我国的含铀废水的标准是cu≤0.05mg/l,美国的排放标准为不大于0.03mg/l;世界卫生组织建议标准值为0.002mg/l,我国的标准是世界的25倍。
放射性废水处理的方法有蒸发法、化学沉淀法、离子交换法、吸附法等。蒸发法具有普遍适应性,尤其适用于处理盐分浓度高,组分复杂的废水;但能耗高。化学沉淀法需多步操作,产生大量的淤泥导致二次污染,且某些污染物的浓度,尤其是放射性核素难以达标,常需配以二级处理。离子交换法可用阴阳离子交换去除水中几乎所有的无机盐,但废水中无需处理的其他离子等也可被吸附除去,且离子交换容量,导致吸附效率不理想。
相比较而言,活性炭吸附法的材料比较容易得到,耗能少,操作简单。
备活性炭的原料主要有木材、煤、焦炭、石油焦和果壳等。然而,近年来,面临着制作原料紧缺的严峻局面。
大豆作为我国重要的经济作物,具有栽培历史悠久、分布区域广泛、栽培面积大、用途多等特点。我国每年产生的大豆约有1600万吨,同时也产生了数千万吨的大豆秸秆。但是,在传统经济模式中大豆秸秆开发利用途径极少,有部分种植户会采用焚烧的方法,这样不仅会浪费资源,难于产生较好的经济效益,还会导致大气污染等一系列环境问题。
大豆秸秆属于农业废弃物,农业废弃物制取活性炭,不仅使农业废弃物资源化,也解决了环境污染问题,并且大豆秸秆含碳量在50%以上,硫元素含量极低,不仅如此秸秆还含有丰富的木质素,是一种极佳的原材料,大豆秸秆的本身物质结构疏松多孔,具有发达的微孔隙结构;
现有炭化设备使用较为复杂,需要频繁的更换容器进行不同的处理操作,继而使炭化工序复杂,费时费力,并且在初级处理阶段(清洗与粉碎),需要大量的水进行清洗,因此出现浪费水的问题也存在粉碎秸秆不彻底的现象发生,导致粉碎后的物料体积存在过大和过小的现象发生,从而使炭化不均匀,因此我们提出了一种大豆秸秆制备活性炭的工艺、设备及其处理铀废水的应用。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种大豆秸秆制备活性炭的工艺、设备及其处理铀废水的应用,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种大豆秸秆制备活性炭的工艺,包括以下步骤,
m1,选取大豆秸秆的主茎、根,进行预处理,主要是去除一些腐败的枝叶和大块泥土、石子;
m2,预处理后的物料进入清洗设备,用清水进行清洗去除杂质;
m3,清洗后进入粉碎设备进行初步粉碎和过筛粉碎,从而对粒度进行控制;
m4,过筛后的物料进行烘干;
m5,加入氯化锌溶液进行活化;
m6,烘干后通过微波反应器进行炭化,微波反应器升温快,并且加热过程内外均一,有利于快速成炭,减少灰分的产生堵塞微孔结构,能够产生具有高比表面积的活性炭;
m7,加入稀盐酸搅拌并加热进行酸洗,采用稀盐酸利于氯化锌的洗涤,并且相比高浓度盐酸,稀盐酸不会破坏物料表面的部分活性官能团;
m8,乙醇、去离子水洗涤,利于洗去氯化锌、盐酸形成骨架空间;
m9,加入柠檬酸溶液,加热搅拌进行改性,利于-cooh基的形成,-cooh基可以与铀酰离子进行络合,提高铀吸附值;
m10,去离子水洗涤、干燥、保存。
其中氯化锌具有以下几个作用,第一,氯化锌的脱氢限制了焦油的形成,能够提高后续的成炭率;第二,氯化锌分子浸渍到碳的内部起骨架作用,碳的高聚物炭化后沉积到骨架上,当用酸和热水洗去氯化锌后,有利于形成具有巨大表面的多孔结构活性炭;第三,氯化锌的加入可以吸收微波的辐照能量,提高原料成炭速度和产率,此外,由于碳化过程极快,形成的炭化料具有极高的比表面积。
优选的,步骤m5中、步骤m6中环境均为氮气气氛,减少氧化灰化。
一种大豆秸秆制备活性炭的设备,包括用于清洗大豆秸秆的清洗设备、用于粉碎大豆秸秆的粉碎设备以及用于活化、炭化、酸洗与改性的处理设备,所述清洗设备、粉碎设备与处理设备相互连通,所述处理设备包括处理箱,所述处理箱的内部转动连接有用于盛装大豆秸秆粉碎物的盛放箱,且所述盛放箱的上方设有箱盖,所述箱盖通过提升机构实现封闭或打开盛放箱的口部,所述箱盖上固定安装有微波反应器、氮吹管以及搅拌装置,所述处理箱的外侧壁上固定连接有用于向处理箱内部注入化学试剂的第二泵体,且所述处理箱的侧壁上开有排液口。
优选的,所述清洗设备包括清洗箱,所述清洗箱的上端顶部开有进料口,所述清洗箱的内部倾斜安装有滤水板,所述滤水板的上方安装有拨板,所述清洗箱的内侧壁顶部安装有喷头,所述喷头连接在第一泵体上,所述第一泵体的吸水管下端与清洗箱的内部连通。
优选的,所述清洗箱的内部倾斜安装有过滤板,所述过滤板的上下两侧且位于清洗箱的侧壁上均开有排水口。
优选的,所述粉碎设备包括粉碎箱,所述粉碎箱的内部转动连接有粉碎轮,所述粉碎轮下端且位于粉碎箱的内部固定连接有筛板,且所述筛板的内部转动连接有翻滚轴,所述粉碎箱的下端固定连接有积料箱,所述积料箱的上侧固定连接有运输管,所述运输管的内部转动连接有用于提升大豆秸秆粉碎物的蜗杆,所述运输管的上端出料口与处理设备连通。
优选的,所述提升机构包括滑槽,所述滑槽的内部转动连接有螺杆,且所述螺杆与箱盖的侧壁啮合连接。
优选的,所述箱盖上还设有抽气扇,且所述处理箱的底部安装有加热器。
优选的,所述抽气扇的下方设置通风管,且所述通风管内连接有多个交错设置的塔板。
一种大豆秸秆制备活性炭处理铀废水的应用,大豆秸秆制备的活性炭对铀废水中铀酰离子进行吸附,从而得到处理放射性铀废水的效果。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、大豆秸秆主要化学成分是纤维素和木质素,其主要化学组成及含量为纤维素40%~45%,木质素25%~30%,十分适合生产活性炭,并且利用农业废弃物大豆秸秆制备活性炭,变废为宝,同时降低了活性炭的生产成本。
2、采用氯化锌溶液和微波反应器的组合,大幅缩短了工序时长的同时还提高了炭化料的材料性能。
3、采用活化-炭化-改性工艺,大幅增加了活性炭微观结构表面官能团的数量,提高了活性炭活性,并且用柠檬酸改性,形成了对铀酰离子有针对性的官能团,可与铀酰离子发生高效的络合效应,提高对铀酰离子的吸附效果,在对废水中混有其他重金属元素时,铀酰离子占据主要吸附位点,能够依然保持良好的针对性吸附效果,分利于在处理放射性铀废水中的铀酰离子。
4、本发明通过进料口将大豆秸秆投入清洗箱中,通过拨板的转动,方便将落在滤水板上的秸秆滑动,避免秸秆在筛板上堆积,通过启动第一泵体使喷头喷出水,喷头喷出的高速水流对秸秆进行冲洗,从而将秸秆上的泥沙灰尘等冲掉,水和泥沙等通过滤水板上的滤孔漏下,并且泥沙阻隔堆积在过滤板上,通过第一泵体的吸水管将过滤板下方的清水抽出继续循环使用,从而起到节约水资源,且又能保证对秸秆清洗干净;
5、本发明通过粉碎轮的高速旋转使粉碎箱内部的秸秆粉碎,粉碎后的秸秆会落至筛板上,小体积的秸秆粉碎物会从筛板的筛孔中穿过,体积较大的秸秆粉碎物会积留在筛板的上侧,并通翻滚轴的高速转动使处于筛板上侧的秸秆粉碎物向上翻滚,从而再次翻滚至粉碎轮处并再次进行破碎,从而保证了大豆秸秆被粉碎的彻底,从而保证秸秆的炭化均匀;
6、本发明通过将大豆秸秆粉碎物盛装在盛放箱的内部,使大豆秸秆粉碎物在盛放箱的内部依次进行活化、炭化、酸洗与改性的操作,从而省去了转移秸秆粉碎物的步骤,省时省力,便于对大豆秸秆粉碎物的处理。
附图说明
图1为本发明设备的整体结构示意图i;
图2为本发明设备的整体结构示意图ii;
图3为本发明的清洗箱、滤水板、粉碎设备处的剖视图;
图4为本发明的处理箱、盛放箱与箱盖处的结构示意图i;
图5为本发明的处理箱、盛放箱与箱盖处的结构示意图ii;
图6为本发明的清洗设备、过滤板与排水口处的剖视图;
图7为本发明的处理箱、盛放箱、箱盖与提升机构处的爆炸图;
图8为本发明图2中的a处放大图。
图中:1、清洗设备,101、清洗箱,102、进料口,103、滤水板,104、拨板,105、喷头,106、第一泵体,2、粉碎设备,201、粉碎箱,202、粉碎轮,203、筛板,204、翻滚轴,205、积料箱,206、运输管,207、蜗杆,208、出料口,3、处理设备,301、处理箱,302、盛放箱,303、箱盖,304、微波反应器,305、氮吹管,306、搅拌装置,307、第二泵体,308、排液口,309、抽气扇、4、提升机构,401、滑槽,402、螺杆,5、过滤板,6、排水口,7、加热器,8、通风管,801、塔板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-8,本发明提供一种技术方案:一种大豆秸秆制备活性炭的设备,包括用于清洗大豆秸秆的清洗设备1、用于粉碎大豆秸秆的粉碎设备2以及用于活化、炭化、酸洗与改性的处理设备3,所述清洗设备1、粉碎设备2与处理设备3相互连通,所述处理设备3包括处理箱301,所述处理箱301的内部转动连接有用于盛装大豆秸秆粉碎物的盛放箱302,如图4-5所述,盛放箱302为半圆状的容器且,可在处理箱301的内部转动转动后便于将大豆秸秆粉碎物从盛放箱302的内部倒出,且盛放箱302的底部设有细密的网孔,实现盛放箱302与处理箱301的连通,当向处理箱301的内部注入液体时,液体会流入盛放箱302并与大豆秸秆粉碎物混合,且所述盛放箱302的上方设有箱盖303,所述箱盖303通过提升机构4实现封闭或打开盛放箱302的口部,所述箱盖303上固定安装有微波反应器304、氮吹管305以及搅拌装置306,微波反应器304为给盛放箱302的内部加热的装置(内部材料可适应性的采用适用微波的材料,如聚四氟乙烯等材质),氮吹管305的一端与盛装氮气的罐子连接(且氮吹管305内部设有可控开启的电磁阀),用于实现不断向盛放箱302的内部注入氮气,如图5所述,搅拌装置306包括电机与搅拌杆,搅拌杆与电机的输出轴连接,且位于盛放箱302的内部,用于搅拌盛放箱302内部的大豆秸秆粉碎物的装置,所述处理箱301的外侧壁上固定连接有用于向处理箱301内部注入化学试剂的第二泵体307,第二泵体307的出液管与处理箱301连通,且第二泵体307的吸液管可与外部的配液装置连接,配液装置用于盛装不同液体的装置(配液装置可为多个,与第二泵体307的吸液管活动连接),例如用于活化的氯化锌溶液、用于酸洗的稀盐酸与用于改性的柠檬酸溶液等流通,且所述处理箱301的侧壁上开有排液口308。
具体而言,所述清洗设备1包括清洗箱101,所述清洗箱101的上端顶部开有进料口102(也可用于进水),所述清洗箱101的内部倾斜安装有滤水板103,所述滤水板103的上方安装有拨板104,拨板104与外部电机连接,该电机固定在清洗箱101的外侧壁上,且电机的输出轴通过同步带进行与拨板104的转轴进行连接,从而使电机驱使拨板104旋转,所述清洗箱101的内侧壁顶部安装有喷头105,所述喷头105连接在第一泵体106上,第一泵体106固定安装在清洗箱101的外侧壁上,所述第一泵体106的吸水管下端与清洗箱101的内部连通,第一泵体106启动时,第一泵体106吸取清洗箱101内部的水,然后再从喷头105的内部高速喷出,即实现了清洗大豆秸秆,又能实现水的循环,节约资源。
如图2-3所示,为了便于更换清洗箱101内部水以及将堆积在清洗箱101内部的泥沙杂质排出,具体而言,所述清洗箱101的内部倾斜安装有过滤板5,过滤板5上带有更细的网孔,从而使过滤板5下的水体得到一定程度的净化,所述过滤板5的上下两侧且位于清洗箱101的侧壁上均开有排水口6,当打开排水口6时,清洗箱101内部的水将会被排出,同时由于过滤板5为倾斜状态,当水从排水孔6处排出时,便于水带着过滤板5的杂质一起排出。
如图3所示,为了将大豆秸秆粉碎的更加彻底,具体而言,所述粉碎设备2包括粉碎箱201,所述粉碎箱201的内部转动连接有粉碎轮202,所述粉碎轮202下端且位于粉碎箱201的内部固定连接有筛板203,筛板203的规格为60目,且所述筛板203的内部转动连接有翻滚轴204,粉碎轮202与翻滚轴204通过同步带与外置电机连接(固定在粉碎箱201外侧壁上),该电机驱动粉碎轮202与翻滚轴204高速旋转,通过粉碎轮202的高速旋转使粉碎箱201内部的大豆秸秆被粉碎,粉碎后的大豆秸秆会落至筛板203上,小体积的秸秆粉碎物会从筛板203的筛孔中穿过,体积较大的秸秆粉碎物会积留在筛板203的上侧,并通翻滚轴204的高速转动使处于筛板203上侧的大豆秸秆粉碎物向上翻滚,从而再次翻滚至粉碎轮202处并再次进行破碎,从而保证了大豆秸秆被粉碎的彻底,所述粉碎箱201的下端固定连接有积料箱205,所述积料箱205的上侧固定连接有运输管206,所述运输管206的内部转动连接有用于提升大豆秸秆粉碎物的蜗杆207,所述运输管206的上端出料口208与处理设备3连通,随着蜗杆207的旋转使积料箱205内部的大豆秸秆粉碎物从运输管206的内部运送至盛放箱302的内部。
如图7所示,为了便于箱盖303向上或向下滑动,具体而言,所述提升机构4包括滑槽401,所述滑槽401的内部转动连接有螺杆402,且所述螺杆402与箱盖303的侧壁啮合连接,螺杆402通过电机驱动旋转,且电机固定安装在处理箱301的侧壁上,电机的输出轴与螺杆402固定连接,当电机带着螺杆402转动时,螺杆402会在滑槽401的内部转动,继而驱使箱盖303沿着滑槽401的方向向上或向下滑动。
具体而言,为了实现烘干、排气,所述箱盖303上还设有抽气扇309,且所述处理箱301的底部安装有加热器7。
具体而言,为了减少排气、烘干过程中,炭颗粒从抽气扇309位置逸散,所述抽气扇309的下方设置通风管8,且所述通风管8内连接有多个交错设置的塔板801,少量颗粒被气流带动通过通风管8会撞击交错的塔板801从而减少动能,之后回落到处理设备3中。
工作原理:该装置上设有控制各个部件启动停止的控制装置,控制装置上可通过多个按键来实现控制,如下:
一个按键同时控制拨板104、粉碎轮202、翻滚轴204、蜗杆207与第一泵体106启动与停止,按动该按键后,拨板104、粉碎轮202、翻滚轴204与蜗杆207会通过相对应的电机进行启动旋转,并且第一泵体106启动后从清洗箱101的内部抽取水并从喷头105喷出,再次按动按键后,拨板104、粉碎轮202、翻滚轴204、蜗杆207与第一泵体106停止工作;
一个按键控制螺杆402正反转动,即控制箱盖303向上或向下滑动,从而实现盛放箱302的打开或闭合;
一个按键控制第二泵体307的启动与停止,从而实现向处理箱301的内部注入试剂溶液;
一个按键控制微波反应器304启动与停止(微波反应器304的功率可调节,微波反应器304的加热时间可控可调),按动该按键时,微波反应器304启动对盛放箱302进行加温,再次按动按键时,微波反应器304停止作业;
一个按键控制氮吹管305的启动与停止,按动该按键时氮吹管305向盛放箱302的内部进行注入氮气,再次按动按键时,氮吹管305停止作业;
一个按键控制搅拌装置306启动与停止,按动该按键时,搅拌装置306对盛放箱302内部盛放的大豆秸秆粉碎物进行搅拌,再次按动按键时,搅拌装置306停止作业;
一个按键控制抽气扇309的运行和停止;一个按键控制加热器7的开启和停止,并且加热器7附带测温热电偶,方便实现温度的控制。
使用时,给该装置通电,通过控制装置控制拨板104、粉碎轮202、翻滚轴204、蜗杆207与第一泵体106启动,此时向进料口102的内部放入大豆秸秆(去叶后的主茎、根),大豆秸秆会落在滤水板103上,通过拨板104使大豆秸秆在滤水板103上滑动,滑动过程中喷头105喷出的高速水流将大豆秸秆上的泥土杂质冲刷清洗掉,继而使泥土杂质随着水从滤水板103上的滤孔留置清洗箱101的内部,并堆积在过滤板5上,并且清洗后的大豆秸秆会移动至粉碎箱201的内部,并通过粉碎轮202进行粉碎,小体积的大豆秸秆粉碎物会从筛板203的筛孔处穿过并落至积料箱205的内部,并且随着蜗杆207的旋转使积料箱205内部的大豆秸秆粉碎物从运输管206的内部运送至盛放箱302的内部,盛放箱302内部的装载大豆秸秆粉碎物后,可将拨板104、粉碎轮202、翻滚轴204、蜗杆207与第一泵体106停止工作(当然也可以仅停止蜗杆207工作,通过间隔启动来实现连续处理生产);此后对大豆秸秆粉碎物进一步处理进行炭化等操作,如:
1、烘干操作:通过控制装置控制箱盖303将盛放箱302的口部盖住,通过控制装置加热器7和抽气扇309启动对盛放箱302进行加热烘干;
2、活化操作:如图5所示的状态下(在空气的氛围下),启动第二泵体307向处理箱301的内部注入氯化锌溶液进行活化;
另外在活化操作时也可通过控制装置控制氮吹管305向盛放箱302的内部注入氮气(可在如图5所示的基础上,将箱盖303下降,从而使盛放箱302的内部填充满氮气,此时在氮气的氛围下进行活化;
3、炭化操作:通过打开排液口308将处理箱301(盛放箱302)内部的氯化锌溶液排出,然后控制装置控制箱盖303将盛放箱302的口部盖住,通过控制装置控制微波反应器304对盛放箱302进行加热后使大豆秸秆粉碎物进行炭化,炭化时,可通过搅拌装置306对盛放箱302内部的大豆秸秆粉碎物进行搅拌,从而可使炭化均匀充分,并且控制装置控制氮吹管305向盛放箱302的内部注入氮气(此时可将排液口308打开,保证了在向盛放箱302的内部注入氮气时,盛放箱302内部的气体流出),继而使盛放箱302的内部填充满氮气,继而使大豆秸秆粉碎物与氧气隔绝,避免了大豆秸秆粉碎物的灰化;
4、酸洗操作:通过控制装置控制箱盖303向上移动后将盛放箱302的口部打开(即在空气氛围中),通过第二泵体307向盛放箱302的内部注入稀盐酸溶液,而后用乙醇、去离子水将材料洗涤至中性;
5、改性操作:启动第二泵体307向处理箱301的内部注入柠檬酸溶液进行改性;
6、洗涤干燥至中性。
具体的说,一种大豆秸秆制备活性炭的工艺,包括以下步骤,
m1,将大豆秸秆进行去除腐败杂叶,初步清理等预处理操作;
m2,将大豆秸秆放入清洗设备1中进行冲洗;
m3,进入粉碎设备2,在粉碎轮202和60目的筛板203的作用下粉碎得到过碎物料;
m4,过筛后的物料进入到处理设备3中后,开启加热器7进行烘干,可选择烘干温度为90度,时间2小时;
m5,通过第二泵体307向处理设备3中注入20%浓度的氯化锌溶液,同时开启搅拌装置306进行活化,其环境可为氮气气氛;
m6,打开排液口308,将活化液氯化锌溶液排空,然后打开抽气扇309和加热器7进行烘干,之后后通过开启微波反应器304进行炭化,根据实际负载量选择调整微波反应器304功率,同样的此步骤最好也是在氮气氛围下进行,防止灰化,提高成炭量;
m7,炭化后,通过第二泵体307加入8%的稀盐酸搅拌并加热,温度可以控制在90-100度的范围内,进行酸洗,时间可以控制为2小时,之后排空液体;
m8,加入99%乙醇在常温下搅拌,然后用去离子水洗涤,至排除液的ph值为中性;
m9,加入15%的柠檬酸溶液,开启加热器7加热至79度,在氮气气氛下搅拌改性;其中也可以加入磷酸溶液,复合改性,
m10,最后用去离子水洗涤、干燥、保存。
重复以上工艺方法多次进行活性炭的生产,并进行以下性能表征测试。
得率(成品活性炭质量/原材料质量×100%)
依照上述工艺制得的活性炭,得率范围在37~57%
比表面积表征
sem电镜法测量表面形态以及bet物理吸附仪测量微孔直径
比表面积范围在949.4~1400m2·g-1范围。
表面化学性质表征
红外光谱分析法检测出以下特征吸收峰:
——oh、——cooh、c==o、c==c
吸附性能表征:
吸附碘离子以及铀酰离子的能力:
碘吸附值:准确称取干燥后研磨后的活性炭0.5g于250ml碘量瓶中,量取10%质量分数的稀盐酸盐酸10ml,轻微摇动,使活性炭湿润,放在电石墨加热板上加热煮沸后,关闭电石墨加热板,冷却至室温后加入碘标准溶液50ml,并置于恒温水浴振荡器上振荡15min,振荡完立即抽滤。用移液管移取10ml滤液放入装有100ml水的碘量瓶中,用0.100mol/l的硫代硫酸钠滴定,滴定至溶液呈淡黄色时加入2ml淀粉指示剂,继续滴定至溶液成无色时即达到滴定终点,记录硫代硫酸钠所消耗的体积,然后计算碘值。碘吸附值范围在:750~1000mg/g
大豆秸秆活性炭对放射性铀酰离子的吸附测试:取在溶液ph=6、初始铀质量浓度为5mg/l、活性炭投加量为1g/l、吸附时间为8h时,在吸附柱中取10次滤液,采用紫外线分光光度计测量滤液铀酰离子浓度,并记录数据,去除异常数据取平均值,得到吸附值范围为4.9-4.98mg/g。所以本申请发明工艺制备的活性炭可用于对放射性铀废水中铀酰离子的吸附应用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
1.大豆秸秆制备活性炭的工艺,其特征在于:包括以下步骤,
m1,选取大豆秸秆的主茎、根,进行预处理;
m2,预处理后的物料进入清洗设备(1);
m3,清洗后进入粉碎设备(2)进行初步粉碎和过筛粉碎;
m4,过筛后的物料进行烘干;
m5,加入氯化锌溶液进行活化;
m6,烘干后通过微波反应器(304)进行炭化;
m7,加入稀盐酸搅拌并加热进行酸洗;
m8,乙醇、去离子水洗涤;
m9,加入柠檬酸溶液,加热搅拌进行改性;
m10,去离子水洗涤、干燥、保存。
2.根据权利要求1所述的大豆秸秆制备活性炭的工艺,其特征在于:步骤m5中、步骤m6中环境均为氮气气氛。
3.大豆秸秆制备活性炭的设备,其特征在于:包括用于清洗大豆秸秆的清洗设备(1)、用于粉碎大豆秸秆的粉碎设备(2)以及用于活化、炭化、酸洗与改性的处理设备(3),所述清洗设备(1)、粉碎设备(2)与处理设备(3)相互连通,其特征在于:所述处理设备(3)包括处理箱(301),所述处理箱(301)的内部转动连接有用于盛装大豆秸秆粉碎物的盛放箱(302),且所述盛放箱(302)的上方设有箱盖(303),所述箱盖(303)通过提升机构(4)实现封闭或打开盛放箱(302)的口部,所述箱盖(303)上固定安装有微波反应器(304)、氮吹管(305)以及搅拌装置(306),所述处理箱(301)的外侧壁上固定连接有用于向处理箱(301)内部注入化学试剂的第二泵体(307),且所述处理箱(301)的侧壁上开有排液口(308)。
4.根据权利要求3所述的大豆秸秆制备活性炭的设备,其特征在于:所述清洗设备(1)包括清洗箱(101),所述清洗箱(101)的上端顶部开有进料口(102),所述清洗箱(101)的内部倾斜安装有滤水板(103),所述滤水板(103)的上方安装有拨板(104),所述清洗箱(101)的内侧壁顶部安装有喷头(105),所述喷头(105)连接在第一泵体(106)上,所述第一泵体(106)的吸水管下端与清洗箱(101)的内部连通。
5.根据权利要求4所述的大豆秸秆制备活性炭的设备,其特征在于:所述清洗箱(101)的内部倾斜安装有过滤板(5),所述过滤板(5)的上下两侧且位于清洗箱(101)的侧壁上均开有排水口(6)。
6.根据权利要求3所述的大豆秸秆制备活性炭的设备,其特征在于:所述粉碎设备(2)包括粉碎箱(201),所述粉碎箱(201)的内部转动连接有粉碎轮(202),所述粉碎轮(202)下端且位于粉碎箱(201)的内部固定连接有筛板(203),且所述筛板(203)的内部转动连接有翻滚轴(204),所述粉碎箱(201)的下端固定连接有积料箱(205),所述积料箱(205)的上侧固定连接有运输管(206),所述运输管(206)的内部转动连接有用于提升大豆秸秆粉碎物的蜗杆(207),所述运输管(206)的上端出料口(208)与处理设备(3)连通。
7.根据权利要求3所述的大豆秸秆制备活性炭的设备,其特征在于:所述提升机构(4)包括滑槽(401),所述滑槽(401)的内部转动连接有螺杆(402),且所述螺杆(402)与箱盖(303)的侧壁啮合连接。
8.根据权利要求3所述的大豆秸秆制备活性炭的设备,其特征在于:所述箱盖(303)上还设有抽气扇(309),且所述处理箱(301)的底部安装有加热器(7)。
9.根据权利要求8所述的大豆秸秆制备活性炭的设备,其特征在于:所述抽气扇(309)的下方设置通风管(8),且所述通风管(8)内连接有多个交错设置的塔板(801)。
10.大豆秸秆制备活性炭处理铀废水的应用,其特征在于:大豆秸秆制备的活性炭对铀废水中铀酰离子进行吸附,从而得到处理放射性铀废水的效果。
技术总结