CN106241807A

CN106241807A - 一种用粉末活性炭制备颗粒活性炭的方法

Info

Publication number: CN106241807A
Application number: CN201610639682.XA
Authority: CN
Inventors: 王毅
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-08-05
Filing date: 2016-08-05
Publication date: 2016-12-21

Abstract

本发明一种用粉末活性炭制备颗粒活性炭的方法，1)将粉末活性炭、粘结剂和水按照比例混合，在混捏机中混捏1～30min；2)将步骤1)得到的混合物在3～200MPa压力下压成形，并将成型的活性炭成型体自然晾干；3)将活性炭成型体入炭化炉炭化；4)待室温后取出颗粒活性炭。所述的步骤1)中粘结剂为腐殖酸盐，还可为富含腐殖酸的风化煤与碱、碱性的盐混合得到的复合粘结剂。风化煤与碱、碱性的盐混合得到的复合粘结剂，可由风化煤同碳酸钠、氢氧化钠、碳酸钾、氢氧化钾、氨水、液氨、氢氧化钙、氧化钙中的一种或几种混合得到。本发明的有益效果：环保、低成本、易操作和活性炭吸附性保持率高的粉末活性炭成型工艺。

Description

一种用粉末活性炭制备颗粒活性炭的方法

技术领域

本发明涉及炭材料技术领域，具体涉及一种用粉末活性炭制备颗粒活性炭的方法。

背景技术

活性炭作为一种炭基吸附材料，被广泛应用于石化、行业、化工、食品、环保等行业中。活性炭按外形分，可分为粉末活性炭和颗粒活性炭，虽然粉末活性炭具有来源广泛，生产成本低等优点，但是与颗粒活性炭相比，其存在使用时粉尘污染严重，使用方式单一，再生和分离回收困难等缺点；颗粒活性炭具有理想的几何形状，机械强度高，便于吸附装置的设计，同时具有易再生，粉尘污染低等特点。随着应用范围的拓展和吸附装置设计的多样化，简单的粉末活性炭已无法满足市场需求，不同的吸附对象，不同的吸附装置对活性炭的外形往往有不同需求(颗粒状、片状、柱状、球形、饼状等)。开发成熟可靠的活性炭成型技术，将粉末活性炭根据需求制成不同形状颗粒活性炭具有良好的应用前景。

成型活性炭的制备大多以粉末活性炭为主要原料，添加一定的粘结剂，在一定条件下成型得到成型活性炭。一个成熟、实用的成型工艺往往具有以下特征：(1)成型炭高强度；(2)不堵孔；(3)工艺环保；(4)工艺简单易操作；(5)生产成本低。目前的成型工艺，通常只具备其中个别或部分特征，很难满足市场对成型活性炭生产技术的需求。如专利(申请号CN200910079495.0)公布了一种蜂窝状活性炭的制造方法，该方法生产活性炭需要加入大量煤焦油做粘结剂，生产1吨活性炭约需1吨煤焦油，煤焦油中只有约30％成分形成固定炭留在炭化料中，其余约70％煤焦油挥发后易造成环境污染。专利(申请号201010166141.2)公布了一种成型活性炭制造方法，该方法粉末活性炭和粘结剂需在二甲亚砜中混合均匀，二甲亚砜使用量达到50％，生产成本高，易造成环境污染。专利(CN201410028954.3)公布了一种聚氨酯发泡制备蜂窝活性炭的方法，该方法生产的成型活性炭易造成活性炭堵孔，其碘吸附值保持率在60～74％。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种环保、低成本、易操作和活性炭吸附性保持率高的粉末活性炭成型工艺。

本发明通过以下方法实现，该方法包含以下步骤：

1)将粉末活性炭、粘结剂和水按照比例混合，在混捏机中混捏1～30min；

2)将步骤1)得到的混合物在一定压力上压成一定形状，并将成型的活性炭成型体自然晾干；

3)将活性炭成型体入炭化炉炭化；

所述的步骤1)中粘结剂为腐殖酸盐或富含腐殖酸的风化煤与碱混合得到的复合粘结剂，腐殖酸盐为腐植酸钠、腐植酸钾、腐植酸铵和腐殖酸钙中的一种或几种，风化煤与碱混合得到的复合粘结剂，可由风化煤同碳酸钠、氢氧化钠、碳酸钾、氢氧化钾、氨水、液氨、氢氧化钙、氧化钙中的一种或几种混合得到。

所述的步骤1)中粘结剂添加量为粉末活性炭、粘结剂混合物质量的5％～70％，水添加量为混合物总质量的：10％～90％。

所述的步骤2)中成型压力为3～200MPa，活性炭成型体的形状可为柱状、片状、条状、球状、饼状、中空柱状。

所述的步骤3)中炭化温度控制为室温开始以1～12℃/min的升温速度升温到600～1000℃后恒温1～120min，自然冷却至室温。

所述的步骤3)中炭化过程在无氧、少氧或还原气条件下进行。

本发明一种粉末活性炭制备颗粒活性炭的方法的有益效果：

1)环境友好：本工艺选用的粘结剂为水相粘结剂，避免了混合过程中有机溶剂的使用，具有环境友好的优点；

2)吸附性能保持率高：本工艺选用的腐殖酸盐类粘结剂，具有分子直径大，在适量水中呈胶装体均匀分散的特点，得到的成型活性炭强度高，吸附性能保持率达到95％以上，解决了成型活性炭制备中，因粘结剂堵孔造成的活性炭吸附性能下降的问题；

3)工艺简单易实现规模生产：本工艺共有混捏、成型、炭化3步工序组成，工序少且每部分工序操作简单，有利于实现规模生产；

4)产品可满足不同使用条件：经过高温炭化处理后，成型活性炭化学性质稳定，同时由于可制成不同形状，对吸附过程中的温度、压力、吸附装置等条件有较广泛的适应能力。

具体实施方式

实施例1：

将粉末活性炭、腐植酸钠和水按照10/1.5/30的比例混合，在混捏机中混捏30min后在液压机上180MPa压力下压条成型，压好的料条自然晾干后入炭化炉炭化。温度控制为3℃/min升温到600℃后保温30min。反应器温度降至室温后取出制成的成型活性炭，其理化性能见表1。

实施例2：

将粉末活性炭、腐植酸钠和水按照10/2/30的比例混合，在混捏机中混捏30min后在液压机上180MPa压力下压条成型，压好的料条自然晾干后入炭化炉炭化。温度控制为3℃/min升温到600℃后保温30min。反应器温度降至室温后取出制成的成型活性炭，其理化性能见表1。

表1

Claims

1.一种用粉末活性炭制备颗粒活性炭的方法，1)将粉末活性炭、粘结剂和水按照比例混合，在混捏机中混捏1～30min；2)将步骤1)得到的混合物在3～200MPa压力下压成形，并将成型的活性炭成型体自然晾干；3)将活性炭成型体入炭化炉炭化；4)待室温后取出颗粒活性炭，其特征在于：所述的步骤1)中粘结剂为腐殖酸盐。

2.如权利要求1所述的一种用粉末活性炭制备颗粒活性炭的方法，其特征在于：所述的步骤1)中粘结剂还可为富含腐殖酸的风化煤与碱、碱性的盐混合得到的复合粘结剂。

3.如权利要求1所述的一种用粉末活性炭制备颗粒活性炭的方法，其特征在于：所述的步骤1)中粘结剂添加量为粉末活性炭、粘结剂混合物质量的5％～70％，水添加量为混合物总质量的10％～90％。

4.如权利要求3所述的一种用粉末活性炭制备颗粒活性炭的方法，其特征在于：所述的步骤3)中炭化温度控制为室温开始以1～12℃/min、物料在炉内无氧或少氧条件下进行降温，升温速度升温到600～1000℃后恒温1～120min，自然冷却至室温。

5.如权利要求2所述的一种用粉末活性炭制备颗粒活性炭的方法，其特征在于：所述的风化煤与碱、碱性的盐混合得到的复合粘结剂，可由风化煤同碳酸钠、氢氧化钠、碳酸钾、氢氧化钾、氨水、液氨、氢氧化钙、氧化钙中的一种或几种混合得到。