[發明專利]一種生產活性炭纖維的二級碳化工藝

無效

• 申請號: 201310669069.9
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN103696195A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 楊學斌;楊學彥
• 申請（專利權）人: 楊學斌
• 主分類號: D06C7/04
• 分類號: D06C7/04
• 代理公司: 銀川長征知識產權代理事務所 64102
• 代理人: 馬長增

技術領域：

本發明涉及活性碳纖維制備方法技術領域，特別涉及一種生產活性碳纖維的二級碳化工藝。

背景技術：

常規活性碳纖維生產的工藝路線是有機纖維經過預處理、碳化、活化三步反應最終得到成品。碳化過程是在惰性氣氛中加熱升溫，逐漸排除纖維中可揮發的非碳組分，殘留的碳經重排，局部形成類石墨微晶結構的碳化纖維的過程。其目的是使碳化物形成一定的有序結構及一定的孔隙度，這兩方面的結構因素對碳化物后期的活化都產生極其重大的影響。目前，現有技術中碳化工藝的溫控效果多為500℃以下，進行一級低溫碳化后進入活化過程，如CN1295142A公開的碳化工藝是在氮氣保護下升溫至350℃~500℃，升溫時間1.5~5小時，然后進入活化工程。雖然現有技術的碳化工藝相對簡化，所得產品的碳得率有所提高，比表面積大，但產品的強度、含碳量和吸附性能等在應用領域中仍受到一定的限制，有待進一步的研究和改進。

發明內容：

針對上述問題，本發明要解決的技術問題是提供一種生產活性碳纖維的二級碳化工藝，在現有技術的基礎上增加一級高溫碳化過程，可使碳結構發生變化，碳著力增加，灰分排除，所得產品的含碳量增高，吸脫附能力增強。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種生產活性碳纖維的二級碳化工藝，包括如下步驟：?

S1：將碳化爐的第一個碳化腔進行升溫至130℃~270℃，并通入適量氮氣30min，使爐腔內保持氮氣氛圍，壓力為0.1~0.2Mpa；

S2：將鹽浸漬預處理后的粘膠纖維氈、布置于碳化爐的第一個碳化腔內進行一級碳化；

S3：一級碳化是將鹽浸漬預處理后的粘膠纖維氈、布在碳化爐的第一個碳化腔內進行低溫碳化1~2h成為碳化初體，溫度為130℃~270℃;

S4：將碳化初體連續通過碳化爐的第二個碳化腔內進行二級碳化，即將碳化初體高溫碳化1~2h成為碳化體，溫度為650℃~950℃；

S5：將二級碳化后的碳化體連續進入活化爐進行活化、冷卻后，即得活性碳纖維氈、布。

上述的碳化爐為臥式連續化碳化爐，由兩個碳化腔組成，前段為一級低溫碳化腔，后段為二級高溫碳化腔，中間由隔熱簾分隔。?

上述的二級碳化工藝，其爐腔內由氮氣密封進行碳化，爐腔內兩端的壓力為0.2Mpa，中間的壓力為0.01?Mpa~0.02?Mpa。?

上述的活化爐為臥式連續化活化爐。?

本發明的碳化工藝較現有技術增加了一級高溫碳化過程（即650℃~950℃），高溫碳化可使碳結構發生變化，碳著力增加，灰分排除，不僅有助于活化工藝的順利進行，并且所得產品的含碳量增高，吸脫附能力增強，從而具有更強、更持久的吸附能力，可有效延長產品使用壽命。?

具體實施方式：

以下通過實施例對本發明作進一步說明：以粘膠纖維氈、布為原料制備活性碳纖維氈、布為例，二級碳化工藝的步驟如下：

a）將碳化爐的第一個碳化腔進行升溫至130℃~270℃，并通入適量氮氣30min，使爐腔內保持氮氣氛圍，壓力為0.2Mpa；

b）將鹽浸漬預處理后的粘膠纖維氈、布置于碳化爐的第一個碳化腔內進行一級碳化；

c）一級碳化是將鹽浸漬預處理后的粘膠纖維氈、布在碳化爐的第一個碳化腔內進行低溫碳化1~2h成為碳化初體，溫度為130℃~270℃;

d）將碳化初體連續通過碳化爐的第二個碳化腔內進行二級碳化，即使碳化初體高溫碳化1~2h成為碳化體，溫度為650℃~950℃；

e）將二級碳化后的碳化體連續進入活化爐進行活化、冷卻后，即得活性碳纖維氈、布。

所述的碳化爐為臥式連續化碳化爐，由兩個碳化腔組成，前段為一級低溫碳化腔，后段為二級高溫碳化腔，中間由隔熱簾分隔。?

所述的二級碳化工藝，其爐腔內由氮氣密封進行碳化，爐腔內兩端的壓力為0.2Mpa，中間的壓力為0.01?Mpa~0.02?Mpa。?

所述的活化爐為臥式連續化活化爐。?

本發明生產得到的活性碳纖維氈、布的各項性能參數，經檢測如下表1：?