[發明專利]一種干餾炭化-瞬間活化連續式生產物理法活性炭的方法

無效

• 申請號: 201310206476.6
• 申請日: 2013-05-24
• 公開（公告）號: CN103265027A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 章水根;洪波
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: C01B31/10
• 分類號: C01B31/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種干餾炭化-瞬間活化連續式生產物理法活性炭的方法，屬于材料制備領域。

技術背景

制備活性炭的原料十分廣泛，主要分為煤質和木質原料。煤質原料主要有無煙煤、煙煤、褐煤及石油瀝青、石油焦等；木質原料主要指木材加工邊角料、果殼、農作物秸稈、椰子殼、核桃殼、油棕殼、及紙漿廢液等。制備方法主要是化學活化法和物理活化法。化學活化法是將原料與化學藥品以一定比例混合、浸漬一段時間后，在惰性氣體保護下將炭化和活化同時進行的一種制備方式，實質是化學試劑鑲嵌入炭顆粒內部結構中作用而開創出豐富的微孔。常用的活化劑有堿金屬、堿土金屬的氫氧化物和一些酸。因此化學活化法存在著較大的污染，隨著我國對環境保護的要求越來越高，化學活化法的生存空間將日益減小。物理活化法通常是企業收購炭化料作為生產原料，然后在600-1200℃下對炭化料進行活化，因此炭化過程，和活化過程是分開進行的，該法常用的活化性氣體是水蒸氣和二氧化碳。物理活化法工藝特點是活化溫度高(一般在1000℃左右)、活化時間長(幾小時以上)、設備投資大、能耗高。而且活性炭的得率低，但對環境污染較小，但由于成本較高，且產品質量不穩定，故一般在工業上很少采用該方法合成活性炭。至今還沒有用木材加工廢棄物和農作物秸稈廢棄物直接進行炭化-活化連續式生產活性炭的方法，本發明就是基于這一背景研究開發的以一種木材加工廢棄物和農作物秸稈廢棄物粉末為原料，干餾炭化-瞬間活化連續式生產物理法活性炭的方法。

目前，利用木屑制備活性炭材料的有：專利ZL94101744.3公開了木屑用氯化鋅法制活性炭的工藝；專利ZL88102426公開了木屑磷酸法制活性炭的工藝；專利ZL200510010669公開了一種物理法處理煙桿廢棄物制造活性炭的方法，其炭化階段使用微波，成本較高，且設備較復雜不適合工業生產。專利CN101830461B公開了一種粉狀木質原料一步物理法制活性炭的方法及炭活化爐，其更多的工藝的探索，并沒有指出活化炭化的時間，而且必須將粉狀原料制成直徑6-10mm，長10-20mm的柱狀顆粒，對原料形狀要求較高，原料處理成本較大。未見直接以木材加工邊角料和農作物秸稈等木質廢棄物為原料，干餾炭化-瞬間活化連續式生產物理法活性炭的報導。

發明內容

本發明的目的是解決木材加工邊角料和農作物秸稈等木制廢棄物的使用問題，變“廢”為“寶”，并針對現有活性炭技術的不足，提供一種干餾炭化-瞬間活化連續式生產物理法活性炭的方法。

本發明的一種干餾炭化-瞬間活化連續式生產物理法活性炭的方法，其特征在于包括以下具體步驟：

1)將原料烘干，水含量為8-15％，在粉碎機里粉碎，粉末過20-100目。

2)將步驟1)粉碎好的原料送入自動干餾炭化爐進行炭化，炭化溫度400-800℃，炭化時間為60-120分鐘。將炭化過程中產生的餾分冷凝、分離、收集。

3)將步驟2)炭化料送入輥壓機中輥壓，輥壓炭化料過50-200目。

4)將步驟3)輥壓過的炭化料送入升溫爐中，升溫至800-1200℃。

5)將步驟4)高溫炭化料送入瞬間活化爐，同時噴入100-150℃的水蒸氣進行活化，活化時間為0.5-3秒。

6)將步驟5)活性炭送入冷卻管道，冷卻至室溫。即可得到：灼燒殘渣為1-3％，亞甲基藍吸附值為12-22(ml/0.1g)，得率為8-15％的物理法活性炭。

作為優選步驟1)所述原料最佳水含量為8％。

作為優選步驟1)原料粉末最佳粒度為過80目。

作為優選步驟2)最佳炭化溫度為700℃。

作為優選步驟2)最佳炭化時間為80分鐘。

作為優選步驟3)輥壓炭化料的最佳粒度為過150目。

作為優選步驟4)最佳升溫溫度為1100℃。

作為優選步驟5)最佳蒸汽溫度為120℃。

作為優選驟5)的最佳活化時間為1秒。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明進行詳細描述，以便更好地理解本發明的目的、特點和優點。雖然本發明是結合該具體的實施例進行描述，但并不意味著本發明局限于所描述的具體實施例。相反，對可以包括在本發明權利要求中所限定的保護范圍內的實施方式進行的替代、改進和等同的實施方式，都屬于本發明的保護范圍。