CN106629718A - 低磷酸化法生产木质活性炭工艺 - Google Patents

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厉国成
厉正建
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Abstract

本发明属于活性炭技术领域，具体涉及一种低磷酸化法生产木质活性炭工艺。该工艺包括以下步骤：(1)粉碎原料；(2)将原料粉体缓慢烘干至含水率降至8～18％；(3)配制磷酸溶液；(4)按照磷酸和原料粉体质量比1︰1.5～3.0的配比充分混合，得到混合料；(5)将混合料置于温度为82～86℃的转炉中，进行旋转蒸馏处理35～50min；(6)混合料被送至高温炉，在400～600℃温度下隔绝空气焙烧1.5～4.0h即可。本工艺由于物料在较低温度下炭化和活化，磷酸挥发量极少，生产1t活性炭只需要消耗磷酸160～180Kg。不但提高了磷酸的利用效率，而且降低了成本，减少环境污染。

Description

低磷酸化法生产木质活性炭工艺
技术领域
本发明属于活性炭技术领域，具体涉及一种低磷酸化法生产木质活性炭工艺。
背景技术
活性炭具有发达的孔隙结构，巨大的比表面积，在提纯、分离、净化与载体、回收、贵金属提炼等领域具有广泛的应用。利用木屑或稻秆或玉米秆或秸秆为原料制备活性炭的传统工艺按所用活化剂不同可分为磷酸法活性炭和氯化锌法活性炭，后者由于环境污染严重，目前基本上已被淘汰。现有技术的磷酸法活性炭制备方法，就是以磷酸为活化剂，采用化学物理结合的方法制取活性炭。
然而，目前磷酸的价格比较昂贵，磷酸的使用量直接决定了生产1t活性炭产品的成本。现有技术生产1t活性炭需要215～315Kg的磷酸，且磷酸的使用量很不稳定。理论上来说，生产1t活性炭只需要不到200Kg的磷酸。如何进一步降低磷酸的使用量，降低生产成本，减少环境污染，成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是降低木质活性炭生产过程中磷酸的添加量，提高磷酸的利用效率，从而降低成本，减少环境污染。
本发明采用的技术方案是：低磷酸化法生产木质活性炭工艺，该工艺包括以下步骤：
(1)、将木屑或锯木原料粉碎至80～300目，得到原料粉体；
(2)、将上述原料粉体在80～135℃下缓慢烘干，至原料粉体含水率降至8～18％；
(3)、将磷酸配制成质量分数为35～55％的溶液，备用；
(4)、按照磷酸和原料粉体质量比1︰1.5～3.0的配比，将原料粉体与磷酸溶液充分混合，得到混合料；
(5)、将上述混合料置于温度为82～86℃的转炉中，进行旋转蒸馏处理35～50min；
(6)、步骤(5)完成后，混合料被送至高温炉，在400～600℃温度下隔绝空气焙烧1.5～4.0h即可。
其中，上述低磷酸化法生产木质活性炭工艺，步骤(1)中，所述木屑或锯木在粉碎前需进行筛选除杂。
其中，上述低磷酸化法生产木质活性炭工艺，步骤(6)中，所述高温炉为活性炭生产用的炭化炉、活化炉或炭活化炉。
其中，上述低磷酸化法生产木质活性炭工艺，还包括步骤(7)：将按步骤(6)焙烧后的物料冷却到常温得活性炭产品，包装。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本工艺磷酸消耗大幅降低，传统的生产工艺1t活性炭需要消耗磷酸215～315Kg，而本工艺由于物料在较低温度下炭化和活化，磷酸挥发量极少，生产1t活性炭只需要消耗磷酸160～180Kg。不但提高了磷酸的利用效率，而且降低了成本，减少环境污染。
具体实施方式
本发明提供的低磷酸化法生产木质活性炭工艺，该工艺包括以下步骤：
(1)、将木屑或锯木原料粉碎至80～300目，得到原料粉体；
(2)、将上述原料粉体在80～135℃下缓慢烘干，至原料粉体含水率降至8～18％；同时原料的化学组成几乎无变化；
(3)、将磷酸配制成质量分数为35～55％的溶液，备用；
(4)、按照磷酸和原料粉体质量比1︰1.5～3.0的配比，将原料粉体与磷酸溶液充分混合，得到混合料；
(5)、将上述混合料置于温度为82～86℃的转炉中，进行旋转蒸馏处理35～50min；
(6)、步骤(5)完成后，混合料被送至高温炉，在400～600℃温度下隔绝空气焙烧1.5～4.0h即可。
(7)、将按步骤(6)焙烧后的物料冷却到常温得活性炭产品，包装。
其中，上述低磷酸化法生产木质活性炭工艺，步骤(1)中，所述木屑或锯木在粉碎前需进行筛选除杂，以去除原料中的树皮、木头、砂子等杂质。
其中，上述低磷酸化法生产木质活性炭工艺，步骤(6)中，所述高温炉为活性炭生产用的炭化炉、活化炉或炭活化炉。
以下结合具体的实施例对本发明作进一步解释和说明，但并不因此限制本发明的保护范围。
实施例1
低磷酸化法生产木质活性炭工艺，该工艺包括以下步骤：
(1)、将木屑或锯木原料粉碎至100目，得到原料粉体；所述木屑或锯木在粉碎前需进行筛选除杂，以去除原料中的树皮、木头、砂子等杂质；
(2)、将上述原料粉体在90℃下缓慢烘干，至原料粉体含水率降至15％；同时原料的化学组成几乎无变化；
(3)、将磷酸配制成质量分数为35％的溶液，备用；
(4)、按照磷酸和原料粉体质量比1︰1.7的配比，将原料粉体与磷酸溶液充分混合，得到混合料；
(5)、将上述混合料置于温度为82℃的转炉中，进行旋转蒸馏处理50min；
(6)、步骤(5)完成后，混合料被送至高温炉，在440℃温度下隔绝空气焙烧2.5h即可；所述高温炉为活性炭生产用的炭化炉、活化炉或炭活化炉；
(7)、将按步骤(6)焙烧后的物料冷却到常温得活性炭产品，包装。
实施例2
低磷酸化法生产木质活性炭工艺，该工艺包括以下步骤：
(1)、将木屑或锯木原料粉碎至200目，得到原料粉体；所述木屑或锯木在粉碎前需进行筛选除杂，以去除原料中的树皮、木头、砂子等杂质；
(2)、将上述原料粉体在115℃下缓慢烘干，至原料粉体含水率降至12％；同时原料的化学组成几乎无变化；
(3)、将磷酸配制成质量分数为45％的溶液，备用；
(4)、按照磷酸和原料粉体质量比1︰2.5的配比，将原料粉体与磷酸溶液充分混合，得到混合料；
(5)、将上述混合料置于温度为86℃的转炉中，进行旋转蒸馏处理35min；
(6)、步骤(5)完成后，混合料被送至高温炉，在500℃温度下隔绝空气焙烧2.0h即可；所述高温炉为活性炭生产用的炭化炉、活化炉或炭活化炉；
(7)、将按步骤(6)焙烧后的物料冷却到常温得活性炭产品，包装。
实施例3
低磷酸化法生产木质活性炭工艺，该工艺包括以下步骤：
(1)、将木屑或锯木原料粉碎至300目，得到原料粉体；所述木屑或锯木在粉碎前需进行筛选除杂，以去除原料中的树皮、木头、砂子等杂质；
(2)、将上述原料粉体在135℃下缓慢烘干，至原料粉体含水率降至10％；同时原料的化学组成几乎无变化；
(3)、将磷酸配制成质量分数为50％的溶液，备用；
(4)、按照磷酸和原料粉体质量比1︰3.0的配比，将原料粉体与磷酸溶液充分混合，得到混合料；
(5)、将上述混合料置于温度为83℃的转炉中，进行旋转蒸馏处理40min；
(6)、步骤(5)完成后，混合料被送至高温炉，在550℃温度下隔绝空气焙烧3.5h即可；所述高温炉为活性炭生产用的炭化炉、活化炉或炭活化炉；
(7)、将按步骤(6)焙烧后的物料冷却到常温得活性炭产品，包装。
实施例1～3中，生产1t活性炭只需要消耗磷酸160～180Kg。该工艺不但提高了磷酸的利用效率，而且降低了成本，减少环境污染。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.低磷酸化法生产木质活性炭工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：
(1)、将木屑或锯木原料粉碎至80～300目，得到原料粉体；
(2)、将上述原料粉体在80～135℃下缓慢烘干，至原料粉体含水率降至8～18％；
(3)、将磷酸配制成质量分数为35～55％的溶液，备用；
(4)、按照磷酸和原料粉体质量比1︰1.5～3.0的配比，将原料粉体与磷酸溶液充分混合，得到混合料；
(5)、将上述混合料置于温度为82～86℃的转炉中，进行旋转蒸馏处理35～50min；
(6)、步骤(5)完成后，混合料被送至高温炉，在400～600℃温度下隔绝空气焙烧1.5～4.0h即可。
2.根据权利要求1所述低磷酸化法生产木质活性炭工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述木屑或锯木在粉碎前需进行筛选除杂。
3.根据权利要求1所述低磷酸化法生产木质活性炭工艺，其特征在于，步骤(6)中，所述高温炉为活性炭生产用的炭化炉、活化炉或炭活化炉。
4.根据权利要求1所述低磷酸化法生产木质活性炭工艺，其特征在于，该工艺还包括步骤(7)：将按步骤(6)焙烧后的物料冷却到常温得活性炭产品，包装。
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