[發明專利]一種活性炭原料的高溫改性處理方法

有效

• 申請號: 201710778174.4
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN109422265B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 丁云杰;呂元;刁成際;盧巍;朱何俊
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C01B32/354
• 分類號: C01B32/354
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發明涉及一種活性炭原料的高溫改性處理方法。活性炭原料連續加入高溫轉爐，在700～1000℃，氫氣、氨氣等氣氛下下處理2?20小時后，經過冷卻降溫卸入料倉儲存。主要設備包括提升機、爐頭料倉、高溫轉爐、水冷送料機、產品料倉以及水洗除塵塔等。采用該方法，可以實現對活性炭的功能化改性，去除活性炭中的余氯、殘留水分、含氮基團等，并使其表面部分石墨化，提高吸附性、疏水性，同時提高活性炭的孔隙率和比表面，以用于生產負載型催化劑，高性能吸附劑等高附加值材料。同時可以實現連續化生產，提高生產效率。

技術領域

本發明涉及一種活性炭原料的高溫改性處理方法，該方法用于對活性炭進行改性，使其表面含氧基團分解，部分石墨化，產生缺陷位，增強其疏水性，提高活性炭孔隙率和比表面，可以用于生產工業催化劑和高性能除味劑等產品。

技術背景

活性炭由富含碳的有機材料如椰殼、核桃殼、杏核、煤和木材等碳化制成，是一種廣泛應用的化工原料，用于化工、環保、食品加工、冶金、藥物精制和軍事化學防護等各個領域。活性炭具有很大的比表面積和孔隙率，吸附能力強，因此也可以拓展應用于催化劑制備、污水處理和大氣污染防治等領域。然而，現有的活性炭產品生產方法一般比較粗放，產品中有較多的堿金屬和硅、硫、磷、氯等殘留雜質和灰分，因此在生產催化劑、除味劑等下游產品之前，首先要對活性炭進行前處理以消除其影響。現在一般的手段是對活性炭進行必要的洗滌以脫除殘留堿液、重金屬和灰分等，例如專利CN200810121706提出了一種用微波輔助熱水熱酸洗滌活性炭中殘留重金屬的方法。但是上述方法只能使活性炭純化，并不能實現活性炭的功能化改性，以使其適用于生產催化劑和高級除味劑等高端產品。

目前，已有一些專利提出了利用高溫轉爐等設備，在高溫條件下生產活性炭的方法。例如專利CN200910146598公開了一種用于活性炭生產的臥式轉爐，用于生產活性炭產品；專利CN201310100664公開了一種內熱式變徑活性炭生產轉爐，用于提高生產活性炭的效率；專利CN201410028741公開了一種用于粉末活性炭再生的轉爐設備，用于活性炭的再生和回收利用。上述專利主要涉及活性炭產品的制備領域，以及活性炭的回收利用，而非對活性炭進行深入的功能化改性。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了一種活性炭原料的高溫處理改性方法，該方法主要包括以下步驟：

活性炭原料經提升機1加入料倉2，由前部星形下料閥3控制下料速率，送料量為80～600kg/h，輸入高溫轉爐4，高溫轉爐溫度為300～1000℃，優選600～950℃，與水平面夾角為0.3～10°，轉速5～20rpm。反應氣經流量計5從尾部通入轉爐，流量為20～200L/h，使活性炭在轉爐中與氣體逆流接觸。活性炭在向轉爐尾部緩慢運動，并經后部星形下料閥6排入水冷器7，在水冷器中降溫并輸送至料倉8中暫存。含有活性炭粉塵的尾氣在水洗除塵塔9中氣固分離后排火炬或高點放空。處理活性炭所用的氣體為氫氣、氨氣、氮氣和氬氣中的一種或幾種，活性炭在轉爐中的處理時間為2h～12h，優選4h～8h。

本發明的優點在于：

(1)采用高溫處理的方法，能夠使活性炭表面含氧基團分解，且部分石墨化，可以提高碳材料的疏水性，同時提高活性炭的孔隙率和比表面，從而提高以其為原料的催化劑和除味劑等產品的性能。

(2)采用轉爐處理，可以實現連續化生產，有助于提高生產效率。

附圖說明

附圖1為一種活性炭原料的高溫處理改性方法的流程圖。

1、斗式提升機；2、爐頭料倉；3、前部星形下料閥；4、高溫轉爐；5、流量計；6、后部星型下料閥；7、水冷器；8、產品料倉；9、水洗除塵器。

具體實施方式

以下結合實施例和附圖對本發明作進一步的說明，并不對本發明進行任何限制。

實施例1