一種木質(zhì)煤基成型活性炭的生產(chǎn)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明是一種木質(zhì)煤基成型活性炭的方法，包括，（1）將木屑和煤粉按比例混合，在磷酸溶液中浸漬后取出，放入油浴鍋內(nèi)，塑化至混合物顏色由棕色變成黑色，并產(chǎn)生較大的粘性時(shí)，結(jié)束塑化，得到塑化產(chǎn)物；（2）將得到的塑化產(chǎn)物快速轉(zhuǎn)移到模具上，在液壓機(jī)上成型，將壓制得到的炭質(zhì)前驅(qū)成型物放在干燥箱內(nèi)進(jìn)行緩慢恒溫干燥、硬化；（3）將制備得到的成型炭質(zhì)前驅(qū)體，在活化爐內(nèi)進(jìn)行炭化和活化，制得木質(zhì)煤基成型活性炭。優(yōu)點(diǎn)：克服了傳統(tǒng)工藝須添加膠黏劑所帶來(lái)的污染、高成本、運(yùn)輸及保管困難、穩(wěn)定性差、相容性差、工藝復(fù)雜等缺陷；本發(fā)明利用木屑起到類(lèi)似膠黏劑作用，用部分木屑代替煤粉，降低煤粉資源消耗量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種木質(zhì)煤基成型活性炭的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種木質(zhì)煤基成型活性炭的生產(chǎn)方法，屬于新型活性炭復(fù)合制備【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]活性炭是一種涉及軍事、民用和工業(yè)眾多領(lǐng)域的重要材料，煤基活性炭是目前國(guó)內(nèi)外產(chǎn)量最大的活性炭產(chǎn)品。煤基成型活性炭的制備工藝流程，一般是:原料煤先破碎磨粉再與黏結(jié)劑混合，通過(guò)成型設(shè)備進(jìn)行成型，成型料再炭化、活化。常用的黏結(jié)劑為:煤焦油、煤浙青和石油浙青。這些膠黏劑的使用一方面增加了生產(chǎn)成本，且存在一些問(wèn)題。如煤焦油污染大、成本高、保溫操作、運(yùn)輸及保管困難；煤浙青穩(wěn)定性差，有毒有臭味；石油浙青與煤相容性不佳。這些制備方法存在膠黏劑使用成本問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出的是一種木質(zhì)煤基成型活性炭的生產(chǎn)方法，其目的旨在不添加膠黏劑，用生物質(zhì)木屑起到膠黏劑作用，同時(shí)降低煤粉消耗量的條件下制備木質(zhì)煤基成型活性炭，解決傳統(tǒng)制備方法中存在的膠黏劑使用成本、煤能源不可再生等問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:一種木質(zhì)煤基成型活性炭的方法，其特征在于:該方法包括如下工藝步驟:
(1)將木屑和煤粉按比例混合，在質(zhì)量濃度30%~50%的磷酸溶液中浸潰后取出，放入油浴鍋內(nèi)，15(T190°C下塑化至混 合物顏色由棕色變成黑色，并產(chǎn)生粘度約為1.5Pa.s的粘性時(shí)，結(jié)束塑化，得到塑化產(chǎn)物；
(2)將得到的塑化產(chǎn)物快速轉(zhuǎn)移到模具上，在液壓機(jī)30MPa壓力下成型，將壓制得到的炭質(zhì)前驅(qū)成型物放在干燥箱(溫度8(TlO(TC)內(nèi)進(jìn)行緩慢恒溫干燥Ih左右、硬化；
(3)將制備得到的成型炭質(zhì)前驅(qū)體，在活化爐內(nèi)進(jìn)行炭化(炭化溫度30(T500°C，炭化時(shí)間f2h)和活化(活化溫度40(T60(TC，活化時(shí)間I~3 h)，制得木質(zhì)煤基成型活性炭，活性炭直徑3mm，長(zhǎng)度10-20mm，強(qiáng)度為80%~90%不是強(qiáng)度單位?！窘忉?參照國(guó)標(biāo)《GB/T12496.6木質(zhì)活性炭試驗(yàn)方法》中強(qiáng)度的測(cè)定方法】
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):傳統(tǒng)的煤基成型活性炭的制備工藝流程，添加膠黏劑存在污染大、成本高、保溫操作、運(yùn)輸及保管困難、穩(wěn)定性差、有毒有臭味、相容性不佳等問(wèn)題，且增加了工藝復(fù)雜程度和生產(chǎn)成本。煤粉是不可再生能源，木屑屬于可再生能源，用部分木屑代替煤粉，降低煤粉資源消耗量，從能源角度看具有現(xiàn)實(shí)意義。本發(fā)明有效解決了膠黏劑使用問(wèn)題，且降低了煤粉消耗量。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0005]附圖1是本發(fā)明的工藝流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0006]如附圖所示，一種木質(zhì)煤基成型活性炭的方法，包括如下工藝步驟:
(1)將木屑和煤粉按比例混合，在質(zhì)量濃度30%~50%的磷酸溶液中浸潰后取出，放入油浴鍋內(nèi)，15(T190°C下塑化至混合物顏色由棕色變成黑色，并產(chǎn)生粘度約為1.5Pa.s的粘性時(shí)，結(jié)束塑化，得到塑化產(chǎn)物；
(2)將得到的塑化產(chǎn)物快速轉(zhuǎn)移到模具上，在液壓機(jī)30MPa壓力下成型，將壓制得到的炭質(zhì)前驅(qū)成型物放在干燥箱(溫度8(TlO(TC )內(nèi)進(jìn)行緩慢恒溫干燥Ih左右、硬化；
(3)將制備得到的成型炭質(zhì)前驅(qū)體，在活化爐內(nèi)進(jìn)行炭化(炭化溫度30(T500°C，炭化時(shí)間f2h)和活化(活化溫度40(T60(TC，活化時(shí)間I~3 h)，制得木質(zhì)煤基成型活性炭，活性炭直徑3mm，長(zhǎng)度l(T20mm，強(qiáng)度為80%~90%，80%~90%不是強(qiáng)度單位?！窘忉?參照國(guó)標(biāo)《GB/T12496.6木質(zhì)活性炭試驗(yàn)方法》中強(qiáng)度的測(cè)定方法】
所述的膠黏劑是利用生物質(zhì)木屑起到的膠黏作用，同時(shí)降低煤粉消耗量不添加膠黏劑，不添加膠黏劑。
[0007]所述的制備成型炭質(zhì)前驅(qū)體的工藝參數(shù)為:質(zhì)量濃度為30%~50%的磷酸浸潰，浸潰溫度為5(T70°C，塑化溫度為15(Tl90°C，木屑與煤粉的質(zhì)量比為I 1:4，木屑與磷酸的質(zhì)量比為1:1~1:4，成型壓力30MPa。
[0008]所述的木質(zhì)活性炭和煤基活性炭結(jié)合的工藝參數(shù)為:浸潰比即磷酸與成型炭質(zhì)前驅(qū)體的質(zhì)量比為O:廣2:1，活化溫度40(T60(TC，活化時(shí)間I tT3 h。
[0009]實(shí)施例1
將木屑粉碎至30目、煤粉200目，按質(zhì)量比1:4混合后在30%磷酸溶液中浸潰完全后，取出于油浴鍋內(nèi)180°C下塑化至混合物顏色由棕色變成黑色，并產(chǎn)生較大的粘性時(shí)，結(jié)束塑化，得到塑化產(chǎn)物。將得到的塑化產(chǎn)物快速轉(zhuǎn)移到模具上，在液壓機(jī)上成型。將壓制得到的炭質(zhì)前驅(qū)成型物在干燥箱內(nèi)進(jìn)行緩慢恒溫干燥、硬化，測(cè)得成型炭質(zhì)前驅(qū)體強(qiáng)度為93%。成型炭質(zhì)前驅(qū)體再送入管式爐內(nèi)在活化溫度550°C、活化時(shí)間2.5 h條件下炭化活化，制備得木質(zhì)煤基成型活性炭，直徑3mm，長(zhǎng)度10-20mm，強(qiáng)度為88%，亞甲基藍(lán)吸附值210mg.g'碘吸附值865mg.g'
[0010]木質(zhì)煤基成型活性炭的性能指標(biāo)根據(jù)具體成型工藝和活化工藝參數(shù)加以適當(dāng)調(diào)
難
iF.ο
[0011]實(shí)施例2
將木屑粉碎至40目、煤粉200目，按質(zhì)量比1:3混合后在40%磷酸溶液中浸潰完全后，取出于油浴鍋內(nèi)190°C下塑化至混合物顏色由棕色變成黑色，并產(chǎn)生較大的粘性時(shí)，結(jié)束塑化，得到塑化產(chǎn)物。將得到的塑化產(chǎn)物快速轉(zhuǎn)移到模具上，在液壓機(jī)上成型。將壓制得到的炭質(zhì)前驅(qū)成型物在干燥箱內(nèi)進(jìn)行緩慢恒溫干燥、硬化，測(cè)得成型炭質(zhì)前驅(qū)體強(qiáng)度為91%。成型炭質(zhì)前驅(qū)體再送入管式爐內(nèi)在活化溫度500°C、活化時(shí)間1.5 h條件下炭化活化，制備得木質(zhì)煤基成型活性炭，直徑3mm，長(zhǎng)度10-20mm，強(qiáng)度為87%，亞甲基藍(lán)吸附值195mg.g'碘吸附值 825mg.g—1。
[0012]木質(zhì)煤基成型活性炭的性能指標(biāo)根據(jù)具體成型工藝和活化工藝參數(shù)加以適當(dāng)調(diào)
難
iF.0
[0013]實(shí)施例3將木屑粉碎至40目、煤粉200目，按質(zhì)量比1:2混合后在50%磷酸溶液中浸潰完全后，取出于油浴鍋內(nèi)170°C下塑化至混合物顏色由棕色變成黑色，并產(chǎn)生較大的粘性時(shí)，結(jié)束塑化，得到塑化產(chǎn)物。將得到的塑化產(chǎn)物快速轉(zhuǎn)移到模具上，在液壓機(jī)上成型。將壓制得到的炭質(zhì)前驅(qū)成型物在干燥箱內(nèi)進(jìn)行緩慢恒溫干燥、硬化，測(cè)得成型炭質(zhì)前驅(qū)體強(qiáng)度為93%。成型炭質(zhì)前驅(qū)體再送入管式爐內(nèi)在活化溫度600°C、活化時(shí)間2 h條件下炭化活化，制備得木質(zhì)煤基成型活性炭，直徑3mm，長(zhǎng)度10-20mm，強(qiáng)度為84%，亞甲基藍(lán)吸附值165mg.g'碘吸附值 795mg.g-1。
[0014]木質(zhì)煤基成型活性炭的性能指標(biāo)根據(jù)具體成型工藝和活化工藝參數(shù)加以適當(dāng)調(diào)M
iF.0·
【權(quán)利要求】
1.一種木質(zhì)煤基成型活性炭的方法，其特征在于:該方法包括如下工藝步驟: (1)將木屑和煤粉按比例混合，在質(zhì)量濃度30%~50%的磷酸溶液中浸潰后取出，放入油浴鍋內(nèi)，15(T190°C下塑化至混合物顏色由棕色變成黑色，并產(chǎn)生粘度為1.5Pa.s的粘性時(shí)，結(jié)束塑化，得到塑化產(chǎn)物； (2)將得到的塑化產(chǎn)物快速轉(zhuǎn)移到模具上，在液壓機(jī)30MPa壓力下成型，將壓制得到的炭質(zhì)前驅(qū)成型物放在溫度8(T10(TC的干燥箱內(nèi)進(jìn)行緩慢恒溫干燥lh、硬化； (3)將制備得到的成型炭質(zhì)前驅(qū)體，在活化爐內(nèi)進(jìn)行炭化，炭化溫度30(T50(TC，炭化時(shí)間l~2h，活化溫度40(T60(TC，活化時(shí)間Ih，制得木質(zhì)煤基成型活性炭，活性炭直徑3mm,長(zhǎng)度 10_20mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種木質(zhì)煤基成型活性炭清潔的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的膠黏劑是利用木屑起到類(lèi)似膠黏劑作用，同時(shí)降低煤粉消耗量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種木質(zhì)煤基成型活性炭的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的制備成型炭質(zhì)前驅(qū)體的工藝參數(shù)為:質(zhì)量濃度為30%~50%的磷酸浸潰，浸潰溫度為5(T70°C，塑化溫度為15(T190°C，木屑與煤粉的質(zhì)量比為1:f 1:4，木屑與磷酸的質(zhì)量比為1:1~1:4，成型壓力30MPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種木質(zhì)煤基成型活性炭的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的木質(zhì)活性炭和煤基活性炭結(jié)合的工藝參數(shù)為:浸潰比即磷酸與成型炭質(zhì)前驅(qū)體的質(zhì)量比為O:1~2:1，活化溫度40(T60( TC，活化時(shí)間I~3 h。
【文檔編號(hào)】C01B31/08GK103588200SQ201310543355
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月6日
【發(fā)明者】周建斌, 陸永玉, 陳登宇, 王戀, 李菲菲, 張偉 申請(qǐng)人:南京林業(yè)大學(xué)