[發(fā)明專利]一種環(huán)保型超級(jí)竹質(zhì)活性炭生產(chǎn)方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010187085.0
• 申請(qǐng)日: 2010-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN102259855A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王樹東;吳再興;包永潔;王正郁;鐘哲科
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國家林業(yè)局竹子研究開發(fā)中心
• 主分類號(hào): C01B31/12
• 分類號(hào): C01B31/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種竹質(zhì)活性炭生產(chǎn)方法，特別涉及一種超級(jí)竹質(zhì)活性炭生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

活性炭是一種孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、總孔容積、比表面積大的碳素材料，并以其優(yōu)良的吸附性能等綜合功能而廣泛應(yīng)用于環(huán)保、食品、醫(yī)藥、分離以及國防等領(lǐng)域，尤其是高比表面積的超級(jí)活性炭已成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)以及能源等高端領(lǐng)域的重要功能材料。隨著活性炭應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，應(yīng)用專一性日益增強(qiáng)，對(duì)活性炭質(zhì)量的要求也日益提高。普通活性炭存在灰分高、孔容小、微孔分布過寬、比表面小和吸附性能差等不足，而比表面異常發(fā)達(dá)、微孔分布集中為特征的高性能活性炭具有吸附路徑短、孔徑分布窄、有效吸附中心多、脫附速度快等特點(diǎn)，預(yù)計(jì)將在吸附、分離、催化、電子、能源(電能、氫能、天然氣能)等多種重要領(lǐng)域發(fā)揮日益重要的作用。在過去十年中，利用熱解工藝對(duì)竹質(zhì)資源進(jìn)行綜合利用的研究得到了較快的發(fā)展，竹質(zhì)資源在熱解后得到的產(chǎn)品竹炭也已在國內(nèi)外形成了一定的市場。竹炭作為一種新型吸附材料，在水質(zhì)凈化、空氣凈化與濕度調(diào)節(jié)、保鮮材料、電磁屏蔽材料及工業(yè)用半導(dǎo)體、環(huán)境保護(hù)、生態(tài)恢復(fù)、醫(yī)學(xué)和食品等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，取得了較好的效果。同其他的一些制炭有機(jī)物質(zhì)相比，由于竹材的微孔構(gòu)造明顯，在熱解后形成固體物炭比表面積、吸附性能和孔徑分布等方面都有其自身的特點(diǎn)。竹子具有生長快、材質(zhì)好、周期短(毛竹5年成材)、一次栽培管理得當(dāng)便可持續(xù)利用等獨(dú)特的生物學(xué)特征，決定了竹子可能是制備環(huán)保型高性能活性炭的最好原料之一。因此，用竹質(zhì)資源來生產(chǎn)活性炭可以節(jié)省大量木材，并給農(nóng)村經(jīng)濟(jì)帶來多種的效益。“以竹代木”、“以竹勝木”已成為傳統(tǒng)木質(zhì)活性炭行業(yè)發(fā)展的新理念，超級(jí)竹質(zhì)活性炭產(chǎn)品的出現(xiàn)將對(duì)我國活性炭工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步具有十分重大意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供了一種環(huán)保型超級(jí)竹質(zhì)活性炭生產(chǎn)方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：將整個(gè)生產(chǎn)工藝分為三個(gè)部分：a.原料竹炭生產(chǎn)；b.竹炭的活化過程；c.活化后竹炭的處理。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)步驟是：(1)將竹材按下列時(shí)間段和溫度在缺氧的條件下干餾：以2-5℃/分鐘的速度升溫，升溫至280-320℃，保持溫度10小時(shí)，再升溫到650-770℃，保持溫度24小時(shí)以上，干餾室的氣壓保持在1.5-3個(gè)大氣壓。得到的竹炭全炭含量在75-90％。然后將竹炭破碎，并經(jīng)過磨細(xì)，過60目篩，作為原料竹炭，供活化用。(2)將原料竹炭、KOH與活化助劑K₂S按1∶2-4∶0.02-0.05的重量比例混合，放入全封閉式耐腐蝕活化爐中，以2-8℃/分鐘的速度升溫，升溫至800-830℃，活化時(shí)間為2-5小時(shí)。(3)將活化后的竹炭冷卻至80℃以下，采用0.5-1.0mol/L的生石灰水Ca(OH)₂進(jìn)行洗滌，使活性炭上的碳酸鉀同Ca(OH)₂反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和KOH溶液，把淋洗物收集、分離。(4)將生石灰水洗滌后的活性炭，再采用蒸餾水洗滌3-5次，至洗滌液pH達(dá)到6.5-7.5，然后干燥至衡重，得到竹質(zhì)超級(jí)活性炭。

本發(fā)明生產(chǎn)的超級(jí)竹質(zhì)活性炭生產(chǎn)工藝具有以下特點(diǎn)：

(1)可利用竹子廢棄物生產(chǎn)超級(jí)竹質(zhì)活性炭，降低生產(chǎn)成本。

(2)生產(chǎn)的活性炭比表面積可達(dá)1800m2/g，且中孔孔容明顯大于微孔孔容。

附圖說明

圖1為本發(fā)明“一種環(huán)保型超級(jí)竹質(zhì)活性炭生產(chǎn)方法”的工藝流程圖。

具體實(shí)現(xiàn)方式

實(shí)施例1：

將竹材切成30-40cm大小竹片，放入炭化爐中裂解。開動(dòng)炭化爐，以5℃/分鐘的升溫速度，升溫至280℃，保溫5小時(shí)，保持壓力在2個(gè)大氣壓。再以以5℃/分鐘的升溫速度，升溫到700℃，保持溫度30小時(shí)。然后將得到的竹炭破碎，并經(jīng)過磨細(xì)，過60目篩，作為原料竹炭。再將原料竹炭、KOH與活化助劑K₂S按1∶3∶0.02的重量比例混合，放入全封閉式耐腐蝕活化爐中，以3℃/分鐘的升溫速度，升溫至830℃，活化爐內(nèi)壓力保持2個(gè)大氣壓，活化時(shí)間為5小時(shí)。再將活化后的竹炭冷卻至50℃以下，首先采用0.5mol/L的生石灰水Ca(OH)₂進(jìn)行洗滌，使活性炭上的碳酸鉀同Ca(OH)₂反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和KOH溶液，把淋洗物收集、分離。再采用蒸餾水洗滌3-5次，至洗滌液pH達(dá)到6.5-7.5，然后在120℃的溫度下干燥至衡重，得到竹質(zhì)超級(jí)活性炭。而將淋洗得到的KOH溶液收集，可作為活化劑重新利用。