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由生物質(zhì)制成的炭具有無(wú)煙、無(wú)味、熱值高等特點(diǎn)，可以直接施放到土壤中或作為炭基肥的原料使用，一方面改良土壤、增加肥力，另一方面利用其耐降解性質(zhì)，延長(zhǎng)碳在土壤中的封存時(shí)間，降低溫室效應(yīng)對(duì)全球氣候變化的負(fù)面影響。此外，生物炭是一種很好的吸附劑，具有較大的比表面積，其表面含有豐富的含氧活性功能團(tuán)，可凈化水質(zhì)，吸附土壤中一些常見(jiàn)的環(huán)境污染物如重金屬、農(nóng)藥等。因成本較低，已廣泛使用于化工、冶金、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。 目前，已有的生物炭生產(chǎn)系統(tǒng)都會(huì)至少存在下列問(wèn)題之一：①產(chǎn)能小，難以滿足大規(guī)模生產(chǎn)需求，如窯式爐、釜式、螺旋推進(jìn)爐等；②爐內(nèi)溫度難以控制，生物炭品質(zhì)難以保證，如豎流式爐等；③對(duì)原料要求高，應(yīng)用范圍受到限制，如回轉(zhuǎn)窯；④能耗大，生產(chǎn)成本高，存在環(huán)境污染（特別是焦油難處置）。針對(duì)以上問(wèn)題，東南大學(xué)將炭化過(guò)程產(chǎn)生的副產(chǎn)品（焦油和熱解氣）進(jìn)行燃燒，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔獠捎脙?nèi)外聯(lián)合加熱方式為生物質(zhì)炭化過(guò)程提供熱量，無(wú)焦油產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)連續(xù)式進(jìn)出料和能量梯級(jí)利用。目前已建成日處理秸稈量7噸和24噸的成套工程，日產(chǎn)生物炭約2.1噸和7.5噸。工程連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。 本技術(shù)已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利3件（授權(quán)2件），發(fā)表學(xué)術(shù)論文12篇，獲國(guó)家“973”、江蘇省環(huán)保廳科技項(xiàng)目支持。

利用農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈生產(chǎn)生物炭，返施農(nóng)田，并輔助其它技術(shù)，可以達(dá)到固定重金屬污染農(nóng)田，在微污染農(nóng)田中生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，挽救因重金屬污染造成的農(nóng)田損失；同時(shí)可以減少化肥施用量，達(dá)到減施以保護(hù)地表環(huán)境免受富營(yíng)養(yǎng)化污染。目前重金屬造成農(nóng)田的污染修復(fù)以及化肥減施大部分屬于國(guó)家公益項(xiàng)目。 農(nóng)田重金屬固定技術(shù)已經(jīng)在天津東麗區(qū)區(qū)示范運(yùn)行 3 年，運(yùn)行效果好，蔬菜重金屬達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，增加農(nóng)作物產(chǎn)量，減少化肥施用，因此，廣受農(nóng)民歡迎。

活性炭是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)，石油工業(yè)，食品工業(yè)，醫(yī)藥工業(yè)，飲用水處理等行業(yè)不可缺少的處理吸附，脫色，凈化劑，應(yīng)用范圍十分廣泛，尤以粒狀活性炭最為重要，世界上許多國(guó)家和地區(qū)都十分重視它。在日本，丹麥，瑞典，美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家研究，生產(chǎn)應(yīng)用活性炭的歷史近百年；在中國(guó)雖然起步較晚，但在應(yīng)用硬果殼制備活性炭的生產(chǎn)工藝方面有較大的成功，先后有采用核桃殼，椰子殼，棕櫚殼，桃核，杏仁殼及木屑等為原料來(lái)制備粒狀或粉狀活性炭，由硬果殼制備的活性炭均為粒狀，可再生重復(fù)使用，應(yīng)用價(jià)值大；由木屑制備的粒狀活性炭，生產(chǎn)成本較低，一般為一次性使用，不便于再生。活性炭生產(chǎn)方法可分為物理活化法和化學(xué)活化法兩大類，各有優(yōu)缺點(diǎn)，但化學(xué)活化法由于活化劑種類及濃度的不同而使活性炭的孔徑大小，長(zhǎng)短等主要技術(shù)指標(biāo)有較大的差異，人們通過(guò)控制選擇活化劑，活化劑濃度，PH值大小；活化溫度高低等條件來(lái)達(dá)到制備出不同規(guī)格型號(hào)的粒狀活性炭，以供不同用途選用。

由生物質(zhì)制成的炭具有無(wú)煙、無(wú)味、熱值高等特點(diǎn)，可以直接施放到土壤中或作為炭基肥的原料使用，一方面改良土壤、增加肥力，另一方面利用其耐降解性質(zhì)，延長(zhǎng)碳在土壤中的封存時(shí)間，降低溫室效應(yīng)對(duì)全球氣候變化的負(fù)面影響。此外，生物炭是一種很好的吸附劑，具有較大的比表面積，其表面含有豐富的含氧活性功能團(tuán)，可凈化水質(zhì)，吸附土壤中一些常見(jiàn)的環(huán)境污染物如重金屬、農(nóng)藥等。因成本較低，已廣泛使用于化工、冶金、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。 目前，已有的生物炭生產(chǎn)系統(tǒng)都會(huì)至少存在下列問(wèn)題之一：①產(chǎn)能小，難以滿足大規(guī)模生產(chǎn)需求，如窯式爐、釜式、螺旋推進(jìn)爐等；②爐內(nèi)溫度難以控制，生物炭品質(zhì)難以保證，如豎流式爐等；③對(duì)原料要求高，應(yīng)用范圍受到限制，如回轉(zhuǎn)窯；④能耗大，生產(chǎn)成本高，存在環(huán)境污染（特別是焦油難處置）。針對(duì)以上問(wèn)題，東南大學(xué)將炭化過(guò)程產(chǎn)生的副產(chǎn)品（焦油和熱解氣）進(jìn)行燃燒，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔獠捎脙?nèi)外聯(lián)合加熱方式為生物質(zhì)炭化過(guò)程提供熱量，無(wú)焦油產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)連續(xù)式進(jìn)出料和能量梯級(jí)利用。目前已建成日處理秸稈量7噸和24噸的成套工程，日產(chǎn)生物炭約2.1噸和7.5噸。工程連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

活性炭作為一種多孔材料，由于其具有發(fā)達(dá)的孔徑結(jié)構(gòu)和豐富的表面官能 團(tuán)，所以廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門(mén)和人們的日常生活。活性炭不僅可用于液相 脫色，上下水凈化，氣相吸附，溶劑回收，空氣凈化；還可用于催化劑的合成， 作為貴金屬催化劑的載體。尋求新原料制備高性能的活性炭具有重要的意義。 濕地植物在冬季出現(xiàn)枯萎的現(xiàn)象，若不及時(shí)收割，會(huì)導(dǎo)致基質(zhì)阻塞和腐爛 等問(wèn)題。當(dāng)前濕地植物秸稈大多通過(guò)焚燒和填埋的方式進(jìn)行處理，利用率低且 污染環(huán)境。本項(xiàng)目技術(shù)在研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，濕地植物秸稈具有孔結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、碳 含量高等特點(diǎn)，故采用濕地植物秸稈作為生產(chǎn)活性炭的原料，既能解決濕地植 物秸稈利用率低、污染環(huán)境的問(wèn)題，又能降低活性炭的生產(chǎn)成本，廢物利用。 本技術(shù)采用新型的改性方法和活化方法：首先，采用表面改性的方法來(lái)提 升活性炭的吸附性能；其次，采用原位改性的方法，節(jié)約成本，簡(jiǎn)化工藝，提 升活性炭性能；再次，使用新型活化劑，實(shí)現(xiàn)一步法直接活化生產(chǎn)目標(biāo)活性炭， 使其具有特定孔徑結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)。 本項(xiàng)目技術(shù)制備出的新型活性炭，比表面積高，表面官能團(tuán)豐富，對(duì)重金 屬、有毒有害有機(jī)污染物具有高效的吸附性能。以植物生物質(zhì)為原料制備活性 炭，過(guò)程簡(jiǎn)單，速度快，制備成本低，產(chǎn)品性能優(yōu)異，具有良好的實(shí)用性能。

　活性炭是利用富碳的原料，通過(guò)物理或化學(xué)的方法，經(jīng)炭化活化制得的產(chǎn)品。制造活性炭的原料包括各種煤炭（約占52%）、木材（約33%）、椰子殼和各種堅(jiān)果殼、果核（10%）、以及其它農(nóng)林副產(chǎn)品（少于5%）。煤炭作為一種重要的化工原料，特別是在我國(guó)的煤炭供應(yīng)嚴(yán)重不足的情況下，用煤炭生產(chǎn)活性炭成本較高。近年來(lái)，由於我國(guó)天然林保護(hù)工程的實(shí)施，國(guó)內(nèi)木材產(chǎn)量銳減，擴(kuò)大木質(zhì)活性炭生產(chǎn)規(guī)模也受到限制。而另一方面，國(guó)際市場(chǎng)上商業(yè)活性炭的價(jià)格持續(xù)下降。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和世界經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程，尋找價(jià)格低廉且資源豐富的活性炭生產(chǎn)原料已成為我們的當(dāng)務(wù)之急。竹材，是一種可再生的林業(yè)產(chǎn)品，它的化學(xué)組成與木材基本相同（纖維素、半纖維素和木素等），作為活性炭的生產(chǎn)原料有著廣闊的前景。采用竹材生產(chǎn)活性炭不僅能獲得經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益，又能促進(jìn)竹類資源的產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)與提升。研究中的有關(guān)成果（例如表面化學(xué)特性與相吸附能力的關(guān)系、一步法制備高效活性炭工藝、炭化過(guò)程的兩步連續(xù)反應(yīng)數(shù)學(xué)模型、和活性炭的表面官能團(tuán)及其化學(xué)吸附機(jī)理的研究等）引起國(guó)內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注，紛紛來(lái)信索取論文單行本，并通過(guò)電子郵件深入討論。正是基于創(chuàng)造性地利用農(nóng)業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)換成高效的環(huán)保產(chǎn)品，2001年10月與新加坡南洋理工大學(xué)賴奕章(Lua Aik Chong)教授共享由Asian Economic Review 主辦的2001年亞洲發(fā)明大獎(jiǎng)(Asian Innovation Award 2001)。本人愿為我國(guó)竹材資源的合理利用、高效低價(jià)活性炭的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)、吸附分離理論體系的完善、以及開(kāi)發(fā)活性炭的應(yīng)用新領(lǐng)域貢獻(xiàn)自己微薄的力量。

本發(fā)明公開(kāi)了一種利用餐廚垃圾制備生物炭的方法，將餐廚垃圾晾曬至含水率降到10%以下后粉碎的顆粒投入碳化爐內(nèi)，通入氮?dú)饧訜幔?-10℃/min升溫至200～300℃恒溫30～60min；以5～20℃/min升溫至350～500℃恒溫1～4h；然后在缺氧條件下降溫至80℃出料；粉碎后過(guò)100目篩獲得生物炭。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，制備出的生物炭比表面積大，應(yīng)用于農(nóng)田可改良土壤的性質(zhì)，提高土壤肥力，節(jié)約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，修復(fù)受污染土壤；減少了餐廚垃圾對(duì)環(huán)境的污染，為餐廚垃圾處置提供一條新的途徑，引領(lǐng)餐廚垃圾產(chǎn)業(yè)向低碳、可持續(xù)健康發(fā)展，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

傳統(tǒng)的無(wú)鹵膨脹型阻燃劑 (IFR) 是由酸源聚磷酸銨 (APP) 、炭源季戊四醇 (PER) 和氣源三 聚氰胺 (MA) 所組成，季戊四醇雖然具有較好的成炭性，但由于其分子量低，與材料相容性 差、熱穩(wěn)定性和耐水性差，在與樹(shù)脂的高溫復(fù)合加工過(guò)程以及所制備的阻燃材料在潮濕環(huán)境中 使用受到很大的限制。 該成炭劑TT4與聚磷酸銨APP按TT4 : APP=1 : 2的配比，在聚合物中IFR重量配比30%時(shí)， 阻燃氧指數(shù)達(dá)到35以上，同時(shí)達(dá)到UL-94 V0級(jí)別，無(wú)溶滴現(xiàn)象，比傳統(tǒng)的三嗪類成炭劑的綜合 成炭效率高，可廣泛應(yīng)用于聚烯烴、聚苯乙烯類樹(shù)脂 (ABS和HIPS等) 、PBT、PET、尼龍、環(huán) 氧樹(shù)脂、不飽和樹(shù)脂、聚氨酯、聚碳酸酯、丙烯酸樹(shù)脂、彈性體等多種場(chǎng)合。該成炭劑具有 THEIC的超支化結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的成炭能力，可以形成致密的炭層厚度和堅(jiān)韌的炭層強(qiáng)度，與 聚磷酸銨等P-N系無(wú)鹵阻燃劑配合，具有十分理想的協(xié)同效應(yīng)，賦予材料卓越的阻燃性能，是 十分理想的。 目前市場(chǎng)上三嗪類成炭劑均采用三聚氯氰為起始反應(yīng)物，涉及溶劑后處理和氯化氫尾氣 處理問(wèn)題，對(duì)環(huán)境有一定的污染且生產(chǎn)成本高。本項(xiàng)目以THEIC為主要原料，通過(guò)固相熔融反 應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中無(wú)溶劑，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介 雙甘膦是農(nóng)藥草甘膦的中間體，草甘膦是一種高效、低毒、光譜、安全的除草劑， 具有良好的內(nèi)吸、傳導(dǎo)性能，是目前除草劑產(chǎn)量最大的品種。雙甘膦產(chǎn)生的廢水不僅量 大且污染負(fù)荷高，很難處理。根據(jù)本項(xiàng)目利用鐵炭微電解方法處理雙甘膦生產(chǎn)產(chǎn)生廢水， 不僅成本低、以廢治廢，已開(kāi)發(fā)成套處理裝備，處理效果顯著，相類似的化工廢水處理 可采取類似工藝和裝備。 產(chǎn)品性能、指標(biāo) 采用鐵炭微電解為主要工藝處理雙甘膦