CN102698724B - 一种汽油蒸汽吸附用活性炭的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽油蒸汽吸附用活性炭的生产方法，以木质、含碳的其它材料为原料，以氯化锌、磷酸等为活化剂，经混合、捏合、挤条、干燥、活化、浸泡等步骤后得到成品。本发明可有效提高堆比重，即提高炭的重量吸附量，并由此可将汽油蒸汽吸附用活性炭的汽油吸附容量提高到16g/100ml，工作容量提高到9g/100ml，减少吸附装置的工作容积，扩大应用范围，将汽油蒸汽吸附用活性炭的耐磨强度提高到93％以上，减少活性炭使用过程中的机械磨损，延长使用期限，基本消除活性炭表面的浮尘，减少气流阻力，不仅用于汽油蒸汽吸附也可适合苯类和高沸点溶剂的回收。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种活性炭的生产方法，更具体地说涉及一种汽油蒸汽吸附用活性炭的新生产方法。
发明背景：
活性炭是一种具有巨大比表面积，内部微孔发达的微晶、非石墨形式的炭，具有选择吸附能力，吸附力的大小是由比表面积和有效孔径的微孔的孔容决定的。用于汽油蒸汽吸附用的活性炭，要求对汽油吸附容量高、解吸好、强度好，例如对汽车炭罐用活性炭的吸附能力在《汽车汽油蒸汽吸附装置》标准中规定，汽油吸附容量≥11g/100ml、工作容量≥6.5g/100ml。目前用于汽油蒸汽吸附的活性炭多为木质不定形颗粒活性炭，这种木质炭是用木屑为原料，以H3PO4或ZnCl2等为活化剂，通过化学活化制成。这种木质炭的堆比重约0.26g/ml至0.28g/ml，缺点是强度不高，炭表面浮尘多，这些缺陷会缩短使用期限，增大气流阻力，而且由于堆比重小，只好用提高单位重量吸附量的方式实现提高吸附容量和工作容量。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷提出一种新的生产方法，可明显提高木质活性炭的堆比重，由此实现提高汽车炭罐炭的吸附容量、工作容量、强度，基本消除粉尘。
本发明所述的的生产方法，包括以下步骤：
1、将原料、化学活化剂按重量1∶0.8～1∶3.0的比例混合，搅拌均匀后浸泡2～24小时。
所述的原料包括木质原料和/或含碳的其它材料，木质原料是含木质纤维素的植物，如木屑、木粉，秸秆及果壳，含碳的其它材料如褐煤、非粘结性烟煤、无烟煤、焦油、沥青及废活性炭。
所述的化学活化剂是氯化锌、磷酸及对原材料可以起到化学活化作用的化合物，例如氯化物、碱土碳酸盐、聚磷酸盐、偏聚磷酸、焦磷酸、硫酸、硫酸盐。
优选的活化剂是磷酸。
2、将浸泡的混合料放入可加热的捏合机内反复搅拌，捏合温度控制在95℃以内，一般在50～95℃范围内，捏合的时间以使混合料开始初步固化为适宜，一般为30分钟至3小时，使混合料有足够长的时间充分加热。
3、挤条：初步固化的混合料，放入可以调节温度的压力机模具内，温度保持在80℃～150℃范围内，将混合料挤成Φ2mm～Φ4mm的圆柱形条料。
这时的条料有较好的塑性，但强度较低。
4、干燥：将条料放入烘干机内干燥，条件80℃～150℃，时间为5～8小时。也可以在烘房内，来自烘房地坪以下的热源应维持地表上待烘干物料80～150℃的温度，加热5～24小时。
这时的条料已完成了热固过程，有较好的强度，活化剂已充分浸透到木质纤维素的组织内。
5、活化：将热固后的条料投入回转式活化炉内活化，活化的温度控制在450～550℃范围内，活化时间为4～8小时。提供足够的时间充分活化，使活性炭到达足够的吸附容量和强度。
6、浸泡：自活化炉出来的活性炭含有大量的磷酸，用20倍活性炭体积的水分8～10次浸泡活性炭，磷酸溶解到水中，浸泡到水的PH值＞4.5即可。
在一个优选实施例中，把浸泡后的活性炭投入外加热的煅烧炉内，使活性炭只接触非氧化气体，例如N2，煅烧温度950～1050℃，煅烧时间30分钟～1小时。煅烧后活性炭的耐磨强度、吸附容量可明显提高。
在一个优选实施例中，浸泡后的活性炭烘干，筛分除去小的破碎颗粒。
本发明的有益效果在于：
1、由于挤条前后保证了足够的温度，可有效提高堆比重，即提高炭的重量吸附量，并由此可将汽油蒸汽吸附用活性炭的汽油吸附容量提高到16g/100ml，工作容量提高到9g/100ml，减少吸附装置的工作容积，扩大应用范围。
2.将汽油蒸汽吸附用活性炭的耐磨强度提高到93％以上，减少活性炭使用过程中的机械磨损，延长使用期限。
3.基本消除活性炭表面的浮尘，减少气流阻力。
4.扩大汽油蒸汽吸附用炭的应用范围，适合于苯类和高沸点溶剂的回收。
具体实施方式
实施例1
1、以磷酸为化学活化剂，以木屑作原料，木屑烘干后用雷蒙磨粉碎至细于80目的粉末。500kg干燥的木粉掺和500kg浓度为85％的工业磷酸，掺和均匀后，存在池中浸泡，浸泡10小时后，放入有电加热功能的捏合机内捏合，捏合温度保持在80～90℃，捏合时间2.5小时。
2、捏合好的材料放于挤压机的模具内，挤压机用电加热，加热温度120℃。挤压机挤出Φ2.5mm的条料。可增加活性炭堆比重和耐磨强度。
3、将条料投入烘干炉内。条料在炉内的烘干时间约6小时，烘干温度为90～140℃。
4、将烘干料投入回转活化炉内，活化温度为500℃，活化时间为6小时。活化料投入磷酸回收罐内，加热水浸泡，使水温保持在80℃。放出含有磷酸的热水，进入回收槽内，这部分磷酸溶液放置备用。
5、活性炭烘干后，经过筛分，成为成品。
所得柱状颗粒的木质活性炭技术指标如下：
实施例2
1、使用未烘干的木屑，木屑含水率10％，使用675kg木屑，用1000kg浓度为85％的磷酸浸泡，浸泡8小时后，在捏合机内捏合，温度95℃，捏合时间3小时。
2、捏合料挤条，挤条温度120℃，仍使用Φ2.5mm模具。
3、条料在烘干机内烘干8小时，烘干温度105℃。
4、烘干料在回转炉内活化，活化温度480℃，活化时间5小时。
5、用水浸泡活性炭回收磷酸后，湿炭即投入煅烧炉内，温度升至1050℃，煅烧时间40分钟。这时炭表面有光泽。
所得产品检测的技术指标如下：
实施例3
1、提供1000kg木屑和150kg煤粉，用2300kg浓度为56％的氯化锌浸泡，浸泡10小时后，在捏合机内捏合，温度95℃，捏合时间2小时。
2、捏合料挤条，挤条温度120℃，仍使用Φ2.5mm模具。
3、条料在烘干机内烘干7.5小时，烘干温度110℃。
4、烘干料在回转炉内活化，活化温度480℃，活化时间6小时。
所得产品检测的技术指标如下：
Claims (1)
1.一种汽油蒸汽吸附用活性炭的生产方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）使用未烘干的木屑，木屑含水率10%，使用675kg木屑，用1000kg浓度为85%的磷酸浸泡，浸泡8小时后，在捏合机内捏合，温度95℃，捏合时间3小时；
（2）捏合好的材料放于挤压机的模具内，挤压机用电加热，加热温度120℃；挤压机挤出Φ2.5mm的条料；
（3）条料在烘干机内烘干8小时，烘干温度105℃；
（4）烘干料在回转炉内活化，活化温度480℃，活化时间5小时；
（5）用水浸泡活性炭回收磷酸后，湿炭即投入煅烧炉内，温度升至1050℃，煅烧时间40分钟。
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