[發明專利]一種連續制備寬幅功能活性炭纖維的裝置及方法

有效

• 申請號: 201210465449.6
• 申請日: 2012-11-19
• 公開（公告）號: CN103014916A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 鄭經堂;肖慧吉;郅利鵬;梁鵬;吳明鉑;薛慶忠;劉倩;江波;閆子峰;仇實;衛振興
• 申請（專利權）人: 鄭經堂
• 主分類號: D01F9/12
• 分類號: D01F9/12;D01F11/10;B01J20/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于活性炭纖維制備技術領域，尤其涉及一種連續制備寬幅功能活性炭纖維的裝置及方法。

背景技術

近年來，由于生態環境的惡化，水和空氣的污染，有效治理環境有害物的技術和材料引起政府和社會的極大關注。活性炭纖維作為新一代環境功能材料，由于具有巨大的有效比表面積，分布集中的納米微孔和豐富的官能團，正在成為食品，醫療，水和空氣凈化的主力材料。另外，由于活性炭纖維具有較快的吸附脫附速度，較大的吸附容量，不同的宏觀結構形態，已廣泛用于有機溶劑回收，廢水處理回用，貴重金屬回收，脫色除味以及環境有害物高效凈化等領域。隨著社會進步和生活水平的提高，普通活性炭纖維工業產品已難以滿足環境凈化的需求，具有特定功能的活性炭纖維已成為社會的廣泛需求。通常的方法是，通過將普通活性炭纖維經過二次活化，通過浸漬特定試劑，再經干燥和炭化(活化)完成。這不僅會造成能源的大量浪費，也加長制備周期，增大了生產成本。另一方面，通常生產過程中使用的活化劑是水蒸氣和二氧化碳，且需要在高溫下進行。如果能夠在較低溫度下使用用之不竭的空氣進行活化，可大大節約能源。作為活化劑，水蒸氣作用較二氧化碳強烈，而空氣活化速率是水蒸氣的100倍。由于飛快的反應速率，雖然經過很多的研究和探索，但至今尚無真正用于實際生產中的范例。另外，單幅原料在穩定的熱場中進行是理想的操作方法，但由于結構和方法的局限，真正可單幅原料滿足工業規格需求的大型立式裝置尚未見報道。

用于單幅生產連續長度、采用空氣活化的功能活性炭纖維存在如下問題：

(1)如何在保證滿足爐體長度14米下，能合理巧妙構造使其寬度達到2.2米；

(2)如何通過特定技術，構造可用空氣活化制品的大型立式裝置；

(3)如何通過合理的技術方法，直接制備具有特定功能的活性炭纖維制品。本發明就上述關鍵問題，致力于發明新型。

發明內容

本發明提供了一種連續制備寬幅功能活性炭纖維的裝置及方法，旨在解決現有技術未提供可單幅生產連續長度、采用空氣活化的功能活性炭纖維的裝置及方法的問題。

本發明的目的在于提供一種連續制備寬幅功能活性炭纖維的裝置，該裝置包括：密封爐口、立式爐體、活化劑發生器、氮氣發生器、自動斷料系統、收料箱；

所述密封爐口設置在所述立式爐體的上部，所述立式爐體的中部設置有所述活化劑發生器及氮氣發生器，所述立式爐體的下部依次設置有所述自動斷料系統及收料箱。

進一步，所述立式爐體的結構設置有熱膨脹緩解裝置。

進一步，所述立式爐體的寬度為2.2米，長度為14米，單幅下料即可滿足工業規格要求，并采用外電場加熱。

進一步，該裝置除了可將常規的水蒸氣、二氧化碳和化學試劑作為活化劑外，還可將空氣作為活化劑。

本發明的另一目的在于提供一種連續制備寬幅功能活性炭纖維的方法，該方法包括以下步驟：

步驟一，對立式爐體升溫加熱，待熱場溫度穩定后，對溫度場進行測試，當測得熱溫度場斷面兩端溫差在正負2度內，即獲得了穩定的熱溫度場；

步驟二，通入氮氣作為保護氣，在立式爐體內斷面溫度達到設定值之后，由爐頂按照一定的速度將經預處理后2米寬的原料送入立式爐體，并由立式爐體內不同部位處通入活化劑；

步驟三，獲得的活性炭纖經自動斷料系統將成品落入收料箱體。

進一步，待爐內斷面溫度達到設定值后，活化最高溫度550度(最高活化溫度950度)，活化時間30-80分，將空氣按照一定的分壓比例由立式爐體特定部位進入，并對原料進行活化處理，由此獲得的產品在保持幅寬大于1.2米的規格下，產品納米微孔集中，全部為納米微孔小于0.5納米微孔。

進一步，待立式爐體斷面溫度達到設定之后，(活化最高溫度950度)，活化時間10-60分，將經過特殊預處理的原料由爐頂送入爐內，通入據有適當比例的空氣和二氧化碳進行活化處理，由此獲得的活性炭纖維在幅寬大于1.2米的外觀規格下，具有對苯具有優異的吸附性能；經過調整活化時間和活化溫度(也可加入不小于6％活化劑氨)，可獲得對硫化氫具有吸附性能的活性炭纖維。

進一步，待立式爐體斷面溫度達到設定值后，最高活化溫度950度，將經過特定預處理的原料，浸漬含胺官能團物質，加入比例不小于20％，由爐頂送入爐內，然后通入水蒸氣作為活化劑對原料進行活化處理，由此獲得的產品在保持幅寬大于1.2米的規格下對甲醛。