CN107934960B - 人防工程用活性炭的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种人防工程用活性炭的制备工艺，包括如下步骤：精选原料、配制第一混合液、配制第二混合液、配制第三混合液、浸渍、煅烧、配制第四混合液、二次浸渍、二次煅烧。本发明的优点在于生产出来的人防工程用活性炭具有强度高、吸附能力强、吸附容量大、灰分少、吸附速率快、防护时间长、防护效果好等优点，在工业废气处理、有毒有害气体的防护等均有非常不错的效果，特别是针对废气中的苯、氢氰酸、氯乙烷等具有常规颗粒炭所不具备的优异吸附性能；同时该产品的发明也解决了现在使用煤质柱状炭的缺陷，将活性炭的领域进一步扩展，煤质柱状炭的缺点进一步改良，为废气处理、有毒有害气体防护等提供更优秀的产品。

Description

人防工程用活性炭的制备工艺

技术领域

本申请涉及活性炭，特别是一种人防工程用活性炭的制备工艺。

背景技术

活性炭作为一种非常优秀的过滤介质，现在已经在很多的领域中得到应用，特别是在环保领域中，不论是净化水还是净化空气，它都成为了目前的主角。目前市场上主要人防工程用活性炭的制备工艺主要的成型炭生产出来的产品品质不是很好，吸附能力有限，对特殊的吸附质即有毒有害气体不具备很好的吸附能力。

现有技术中关于净化空气的活性炭的制备工艺，在精选原理方面，没有将活性炭的水容量考虑进去，活性炭对药剂的吸附量取决于其水容量的大小，如果药剂添加量小于水容量则达不到效果，药剂添加量超过水容量则会造成不必要的浪费；在药剂配制方面，现有技术中的药剂种类和成分比较单一，且防护时间不足，能够发生反应的基团较少；没有二次浸渍过程，药剂附载不够充分；添加的药剂未能充分固化，使得后期防护时间不足，效果不佳。

因此，有必要提供一种新的人防工程用活性炭的制备工艺来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种人防工程用活性炭的制备工艺，以克服现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开了一种人防工程用活性炭的制备工艺，包括如下步骤：

S1精选原料，选择活性炭为基炭，所述活性炭的水容量不小于80％；

S2配制第一混合液，取质量比1:1的纯水与氨水混合，边搅拌边加入硫酸铜，加热至40-60℃，边搅拌边缓慢加入碳酸氢铵，待碳酸氢铵完全溶解后缓慢加入高锰酸钾，最后加热至60℃，得到第一混合液；

S3配制第二混合液，取硝酸镁溶解于氨水中得到第二混合液；

S4配制第三混合液，在所述第一混合液中加入所述第二混合液，搅拌，得到第三混合液；

S5浸渍，将步骤S1中活性炭置于所述第三混合液中浸渍，迅速搅拌，再将吸收有所述第三混合液的活性炭装入塑料袋中密封待用；

S6煅烧，将步骤S5中浸渍后的活性炭进行煅烧得到半成品；

S7配制第四混合液，取30-40℃的温水，将温水与氨水以质量比为4:1均匀混合得到第四混合液；

S8二次浸渍，将步骤S6中的半成品置于所述第四混合液中进行二次浸渍；

S9二次煅烧，将二次浸渍后的活性炭进行煅烧得到成品。

优选的，在上述的人防工程用活性炭的制备工艺中，步骤S1中活性炭的水分含量不大于3％，强度不小于85％，对苯蒸汽防护时间不小于45min。

优选的，在上述的人防工程用活性炭的制备工艺中，所述第一混合液质量为步骤S1中活性炭水容量的105％。

优选的，在上述的人防工程用活性炭的制备工艺中，每100份重量的第一混合液中含有8.6份硫酸铜、11.8份碳酸氢铵、3.4份高锰酸钾、38.1份氨水、38.1份纯水。

优选的，在上述的人防工程用活性炭的制备工艺中，所述第二混合液质量为步骤S1中活性炭质量的0.22％，每500ml氨水中放入270g硝酸镁。

优选的，在上述的人防工程用活性炭的制备工艺中，所述第三混合液从配制完成到使用不超过24h，整个第三混合液配制过程中，温度保持在40-60℃。

优选的，在上述的人防工程用活性炭的制备工艺中，步骤S6煅烧中，当炉内温度达到150-180℃时，加入吸收有所述第三混合液的活性炭，待出风口温度达到145±5℃，再继续反应30-50min，出风口温度保持在145±5℃，得到半成品。

优选的，在上述的人防工程用活性炭的制备工艺中，步骤S8中，将吸收有所述第四混合液的活性炭装入塑料袋中密封放置12h以上。

优选的，在上述的人防工程用活性炭的制备工艺中，步骤S9二次煅烧中，当炉内温度达到70℃时，加入吸收有所述第四混合液的活性炭，待活性炭温度达到90℃以上后，再继续反应30-50min，活性炭温度保持在95±5℃，得到成品。

优选的，在上述的人防工程用活性炭的制备工艺中，所述第四混合液质量为步骤S1中活性炭水容量的105％。

本发明的优点在于：生产出来的人防工程用活性炭具有强度高、吸附能力强、吸附容量大、灰分少、吸附速率快、防护时间长、防护效果好等优点，在工业废气处理、有毒有害气体的防护等均有非常不错的效果，特别是针对废气中的苯、氢氰酸、氯乙烷等具有常规颗粒炭所不具备的优异吸附性能；同时该产品的发明也解决了现在使用煤质柱状炭的缺陷，将活性炭的领域进一步扩展，煤质柱状炭的缺点进一步改良，为废气处理、有毒有害气体防护等提供更优秀的产品，活性炭不仅限于煤质柱炭，更包含椰壳、杏壳、核桃壳、木质柱状、竹炭、氧化铝基球等其他含有吸附性、适合当催化剂载体的物料。

具体的优点有：

1)在精选原理方面，选择水容量不小于80％的活性炭作为基炭，保证药剂添加量足够，达到预期防护效果；

2)在药剂配制方面，采用多种药剂相互配合，能够反应的基团充分，防护效果好、防护时间长；具体的，硫酸铜在反应中生成氧化铜，为总防护反应提供氧化铜，可以和氢氰酸进行反应，进而防护氢氰酸；碳酸氢铵在反应中生成氨气，保证氨气浓度，使得防护反应向着正方向(防护方向)进行；高锰酸钾是一种强氧化剂对有害气体进行氧化，进而分解有害气体；硝酸镁可以起到杀菌效果，对空气中的有害细菌进行杀菌；第四混合液中的氨水作为溶剂，使得上述药剂能够充分溶解，进一步发挥防护效果；

3)在浸渍方面，添加氨水溶液，进行二次浸渍，使得药剂附载充分、牢固，进而大大提高了防护效果，保证了产品品质均一；

4)在煅烧方面，采用二次煅烧，使得活性炭附载的药剂进一步固化，提高活性炭的防护时间和防护效果。

具体实施方式

下面将详细阐述本发明优选的实施方式。

实施例1：

活性炭基炭质量100Kg，水容量85％，第一混合液89.25Kg，其中硫酸铜约7.68Kg、碳酸氢铵约10.53Kg、高锰酸钾约3.03Kg、氨水约34Kg、纯水约34Kg，第二混合液0.22Kg，其中氨水0.138Kg、硝酸镁0.082Kg，第四混合液89.25Kg，其中温水71.4Kg、氨水17.85Kg。其中氨水为普通工业氨水。制备方法见实施例2。

实施例2：

活性炭基炭质量120Kg，水容量90％，第一混合液113.4Kg，其中硫酸铜约9.75Kg、碳酸氢铵约13.38Kg、高锰酸钾约3.86Kg、氨水约43.21Kg、纯水约43.21Kg，第二混合液0.264Kg，其中氨水0.166Kg、硝酸镁0.098Kg，第四混合液113.4Kg，其中温水90.72Kg、氨水22.68Kg。其中氨水为普通工业氨水。

制备方法如下：

S1精选原料，选择活性炭为基炭，活性炭的水分含量不大于3％，强度不小于85％，对苯蒸汽防护时间不小于45min；

S2配制第一混合液，将纯水与氨水混合，边搅拌边加入硫酸铜，加热至40-60℃，边搅拌边缓慢加入碳酸氢铵，待碳酸氢铵完全溶解后缓慢加入高锰酸钾，最后加热至60℃，得到第一混合液；

S3配制第二混合液，取硝酸镁溶解于氨水中得到第二混合液，使用的容器优先选择玻璃瓶或搪瓷桶，且在溶解硝酸镁时需要使用玻璃棒搅拌，使用的各种仪器及工具必须保持清洁；

S4配制第三混合液，在第一混合液中加入第二混合液，搅拌，得到第三混合液，第三混合液从配制完成到使用不超过24h，整个第三混合液配制过程中，温度保持在40-60℃；

S5浸渍，将步骤S1中活性炭置于第三混合液中浸渍，迅速搅拌，再将吸收有第三混合液的活性炭装入塑料袋中密封待用；

S6煅烧，首先开启沸腾炉鼓风机、电加热器和蒸汽阀门，蒸汽的总压力应控制在5.0*10⁵-12.0*10⁵Pa，当设备运转正常后，当炉内温度达到150-180℃时，加入吸收有第三混合液的活性炭，待出风口温度达到145±5℃，再继续反应30-50min，出风口温度保持在145±5℃，得到半成品；

S7配制第四混合液，取30-40℃的温水，将温水与氨水均匀混合得到第四混合液；

S8二次浸渍，将步骤S6中的半成品置于第四混合液中进行二次浸渍，将吸收有第四混合液的活性炭装入塑料袋中密封放置12h以上；

S9二次煅烧，首先开启沸腾炉鼓风机、电加热器和蒸汽阀门，蒸汽的总压力应控制在5.0*10⁵-12.0*10⁵Pa，当设备运转正常后，当炉内温度达到70℃时，加入吸收有第四混合液的活性炭，待活性炭温度达到90℃以上后，再继续反应30-50min，活性炭温度保持在95±5℃，得到成品。

将实施例1成品、实施例2成品、普通活性炭颗粒放置在污染气体中5小时后各污染物浓度对比如下：

污染物	净化前浓度	实施例1	实施例2	普通活性炭颗粒
					氢氰酸	0.37mg/m<sup>3</sup>	0.03mg/m<sup>3</sup>	0.04mg/m<sup>3</sup>	0.32mg/m<sup>3</sup>
氯乙烷	0.58mg/m<sup>3</sup>	0.04mg/m<sup>3</sup>	0.05mg/m<sup>3</sup>	0.46mg/m<sup>3</sup>
					甲醛	0.43mg/m<sup>3</sup>	0.05mg/m<sup>3</sup>	0.04mg/m<sup>3</sup>	0.08mg/m<sup>3</sup>
苯	0.40mg/m<sup>3</sup>	0.03mg/m<sup>3</sup>	0.02mg/m<sup>3</sup>	0.35mg/m<sup>3</sup>

本实施方式只是对本专利的示例性说明而并不限定它的保护范围，本领域人员还可以对其进行局部改变，只要没有超出本专利的精神实质，都视为对本专利的等同替换，都在本专利的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种人防工程用活性炭的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1精选原料，选择活性炭为基炭，所述活性炭的水容量不小于80％；

S2配制第一混合液，取质量比1:1的纯水与氨水混合，边搅拌边加入硫酸铜，加热至40-60℃，边搅拌边缓慢加入碳酸氢铵，待碳酸氢铵完全溶解后缓慢加入高锰酸钾，最后加热至60℃，得到第一混合液；

S3配制第二混合液，取硝酸镁溶解于氨水中得到第二混合液；

S4配制第三混合液，在所述第一混合液中加入所述第二混合液，搅拌，得到第三混合液；

S5浸渍，将步骤S1中活性炭置于所述第三混合液中浸渍，迅速搅拌，再将吸收有所述第三混合液的活性炭装入塑料袋中密封待用；

S6煅烧，将步骤S5中浸渍后的活性炭进行煅烧得到半成品；

S7配制第四混合液，取30-40℃的温水，将温水与氨水以质量比为4:1均匀混合得到第四混合液；

S8二次浸渍，将步骤S6中的半成品置于所述第四混合液中进行二次浸渍；

S9二次煅烧，将二次浸渍后的活性炭进行煅烧得到成品。

2.根据权利要求1所述的人防工程用活性炭的制备工艺，其特征在于，步骤S1中活性炭的水分含量不大于3％，强度不小于85％，对苯蒸汽防护时间不小于45min。

3.根据权利要求1所述的人防工程用活性炭的制备工艺，其特征在于，每100份重量的第一混合液中含有8.6份硫酸铜、11.8份碳酸氢铵、3.4份高锰酸钾、38.1份氨水、38.1份纯水。

4.根据权利要求1所述的人防工程用活性炭的制备工艺，其特征在于，所述第二混合液质量为步骤S1中活性炭质量的0.22％，每500ml氨水中放入270g硝酸镁。

5.根据权利要求1所述的人防工程用活性炭的制备工艺，其特征在于，所述第三混合液从配制完成到使用不超过24h，整个第三混合液配制过程中，温度保持在40-60℃。

6.根据权利要求1所述的人防工程用活性炭的制备工艺，其特征在于，步骤S6煅烧中，当炉内温度达到150-180℃时，加入吸收有所述第三混合液的活性炭，待出风口温度达到145±5℃，再继续反应30-50min，出风口温度保持在145±5℃，得到半成品。

7.根据权利要求1所述的人防工程用活性炭的制备工艺，其特征在于，步骤S8中，将吸收有所述第四混合液的活性炭装入塑料袋中密封放置12h以上。

8.根据权利要求1所述的人防工程用活性炭的制备工艺，其特征在于，步骤S9二次煅烧中，当炉内温度达到70℃时，加入吸收有所述第四混合液的活性炭，待活性炭温度达到90℃以上后，再继续反应30-50min，活性炭温度保持在95±5℃，得到成品。