[發明專利]一種柱狀竹質活性炭的制備方法

有效

• 申請號: 201410422905.8
• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN104211061A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 王學忠;趙乾;劉培成;張小寧;李小明
• 申請（專利權）人: 寧夏華輝活性炭股份有限公司
• 主分類號: C01B31/10
• 分類號: C01B31/10
• 代理公司: 寧夏專利服務中心 64100
• 代理人: 葉學軍

技術領域

本發明屬于活性炭生產領域，特別涉及一種柱狀竹質活性炭的制備方法。

背景技術

竹炭一般是3-5年以上的竹子或竹材加工剩余物高溫絕氧干餾而成，竹炭固定碳含量大于85％、灰分含量2％-4％，炭質致密、比重較大、空隙多，比表面積可在500m²/g以上。竹質活性炭則是在竹炭的基礎上進行深度活化，使其吸附性能得到極大地提高，比表面積可達1100m²/g以上，因其具有特殊的微孔結構和發達的比表面積，是一種很好的負載體，被廣泛應用在各種工業應用領域中。同時，竹質活性炭在使用中還有較多不足之處，一是：由于受現有活化設備工藝的制約，竹質活性炭在力學強度上較差，影響了竹質活性炭的使用；二是：化學活化法制備的竹質活性炭與氣體活化法相比，制備工藝冗繁、設備腐蝕嚴重、環境污染嚴重，成品炭須清洗處理才可使用。中國專利公開號為CN1128100C、CN101195485A、CN102502626A都公開了一種由竹質活性炭的制備方法，但其活化后成品炭都須經化學清洗處理才可使用，且制備工藝復雜，反應能耗較大。因此如何改進制造工藝，提高產品強度和吸附性能是開發竹質活性炭活化工藝的關鍵。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種柱狀竹質活性炭的制備方法。為解決上述技術問題，本發明通過以下技術方案來實現：

一種柱狀竹質活性炭的制備方法，該制備方法包括以下步驟：

(1)一次絕氧干餾工藝：將選用的竹子或竹加工廢料、碎料通過干餾釜在270～350℃下絕氧干餾16小時制得竹炭原料；

(2)干燥磨粉：將一次絕氧干餾工藝制得的竹炭原料干燥至水分為1～5％后磨粉，磨粉細度200目通過率大于95％時得到竹炭粉；

(3)捏合：選擇煤焦油，脫水至水分為0.5～4％，將步驟(2)制得的竹炭粉與煤焦油按10:3的比例在捏合成型攪拌鍋里75～85℃保溫混合攪拌20min；

(4)擠壓成型：選用開孔徑2～6mm的模具，將步驟(3)所得產品用14～16KG的壓力通過液壓機擠壓成直徑為2～6mm的柱形條；

(5)養護定型：擠壓過的柱形條經養護機養護，干燥8～10小時，使柱形條定型；

(6)二次絕氧干餾工藝：定型后的柱形條轉入炭化爐中在250～450℃的溫度梯度內進行二次絕氧干餾30分鐘，得到柱狀竹炭半成品；

(7)活化：在850～880℃的活化溫度下將柱狀竹炭半成品摻配0.5～5％的顆粒煤一同投入活化爐，用水蒸氣進行活化，至堆積比重達到300-350g/l后停止活化，經篩分得到柱狀竹質活性炭；

所述捏合過程中加入的煤焦油為1000℃煤干餾所得的產品，其瀝青含量≥50％；

所述二次絕氧干餾工藝炭化爐內的加料量為2kg，轉速為15轉/min；

所述活化過程中加入的顆粒煤種類為煙煤或無煙煤；

所述活化過程中加入的顆粒煤粒徑為8～12mm；

所述一次絕氧干餾工藝制得的竹炭粉技術指標要求如下：揮發份10～16％、灰份1.5～4％、水份0.5～2％、固定碳75～86％；

所述二次絕氧干餾工藝制得的柱狀竹炭半成品技術指標要求如下：揮發份6～9％、灰分6～10％、強度90～95％；

所述活化過程制得的柱狀竹質活性炭技術指標要求如下：堆比重300～350g/l、碘值1100～1200mg/g、亞甲藍250～330mg/g、CTC84～92％；

該制備方法改變原材料可用于生產木質、椰殼、果核類別的柱狀活性炭。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

(1)發明采用竹子或竹制品廢料、碎料為原材料制備柱狀活性炭，成品的外型尺寸可通過成型工藝在1-5mm柱徑范圍內隨意控制，更好地滿足使用環境對活性炭尺寸的要求。

(2)本發明在生產過程中采用兩次絕氧干餾工藝，竹材料一次絕氧干餾工藝主要目的是脫氫氧及原材料中不穩定的組分，同時使原材料緩慢地進行熱分解，阻止原材料中木焦油的產生，為柱狀竹炭塑形提供基礎保證；二次絕氧干餾工藝通過控制投料量和爐窯轉速減少了成型條內含碳物質的無效揮發，實現了物料中固定碳含量的最大化，保證了柱狀成型產品的強度。