CN109292772A - 一种以油茶壳为原料制备活性炭的方法 - Google Patents

一种以油茶壳为原料制备活性炭的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种以油茶壳为原料制备活性炭的方法，包括如下步骤：S1、原料的混合；S2、高温炭化：取步骤S1中得到的混合物料置于马弗炉中进行碳化处理，得到碳化后的物料；其中，炭化温度265‑310℃，炭化时间38‑52min；S3、活化；S4、漂洗、晾干；S5、制粉；S6、混料；S7、造粒：取步骤S6中得到的混料，用螺杆挤条机或液压造粒机进行成型造粒，得到颗粒物料，将所述颗粒原料烘干至含水率为24％‑32％；S8、二次物理活化：将步骤S7中得到的烘干后的颗粒物料置于外燃式转炉内，升温至炉膛内生产温度为615℃‑645℃时，通入高温水蒸汽进行二次活化，得到二次活化后的物料；S9、冷却、筛分；本发明中的活性炭的比表面积较高，吸附性能好。

Description

一种以油茶壳为原料制备活性炭的方法
技术领域
本发明涉及活性炭加工技术领域，特别是涉及一种以油茶壳为原料制备活性炭的方法。
背景技术
活性炭，是黑色粉末状或块状、颗粒状、蜂窝状的无定形碳，也有排列规整的晶体碳。活性炭中除碳元素外，还包含两类掺和物：一类是化学结合的元素，主要是氧和氢，这些元素是由于未完全炭化而残留在炭中，或者在活化过程中，外来的非碳元素与活性炭表面化学结合；另一类掺和物是灰分，它是活性炭的无机部分，灰分在活性碳中易造成二次污染。活性炭是由含炭为主的物质作原料，经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。活性炭含有大量微孔，具有巨大无比的表面积，能有效地去除色度、臭味，可去除二级出水中大多数有机污染物和某些无机物，包含某些有毒的重金属。现有活性炭的性能不够好。
发明内容
为了弥补上述现有技术的不足，本发明提出一种以油茶壳为原料制备活性炭的方法。
本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：
一种以油茶壳为原料制备活性炭的方法，包括如下步骤：
S1、原料的混合：选取油茶壳，粉碎，得到油茶壳粉末；将所述油茶壳粉末烘干至含水率为15％-20％；选用浓度为70％-84％的热法食品级磷酸，按照油茶壳粉末∶热法食品级磷酸＝1∶1.4-1.8的比例进行混合，捏合搅拌均匀后并静渍38-52min，得到混合物料；
S2、高温炭化：取步骤S1中得到的混合物料置于马弗炉中进行碳化处理，得到碳化后的物料；其中，炭化温度265-310℃，炭化时间38-52min；
S3、活化：取步骤S2中得到的碳化后的物料，进行活化，得到活化后的物料；其中，活化温度515-545℃、活化时间58-74min；
S4、漂洗、晾干：取步骤S3中得到的活化后的物料，进行漂洗，并烘干，得到烘干后的物料；
S5、制粉：将烘干后的物料进行粉碎，过200-220目筛，得到粉碎后的物料；
S6、混料：将步骤S5中得到的粉碎后的物料，与膨润土和水，按照如下重量份配比进行混合：粉碎后的物料112-126份、膨润土26-32份、水20-26份，得到混料；
S7、造粒：取步骤S6中得到的混料，用螺杆挤条机或液压造粒机进行成型造粒，得到颗粒物料，将所述颗粒原料烘干至含水率为24％-32％；
S8、二次物理活化：将步骤S7中得到的烘干后的颗粒物料置于外燃式转炉内，升温至炉膛内生产温度为615℃-645℃时，通入高温水蒸汽进行二次活化，得到二次活化后的物料；
S9、冷却、筛分：将步骤S8中得到的二次活化后的物料冷却至常温，粉碎，过180-200目筛，得到活性炭产品。
在一些优选地实施例中，所述以油茶壳为原料制备活性炭的方法包括如下步骤：
S1、原料的混合：选取油茶壳，粉碎，得到油茶壳粉末；将所述油茶壳粉末烘干至含水率为17％-19％；选用浓度为74％-82％的热法食品级磷酸，按照油茶壳粉末∶热法食品级磷酸＝1∶1.5-1.7的比例进行混合，捏合搅拌均匀后并静渍42-48min，得到混合物料；
S2、高温炭化：取步骤S1中得到的混合物料置于马弗炉中进行碳化处理，得到碳化后的物料；其中，炭化温度280-305℃，炭化时间42-48min；
S3、活化：取步骤S2中得到的碳化后的物料，进行活化，得到活化后的物料；其中，活化温度525-535℃、活化时间64-68min；
S4、漂洗、晾干：取步骤S3中得到的活化后的物料，进行漂洗，并烘干，得到烘干后的物料；
S5、制粉：将烘干后的物料进行粉碎，过200-220目筛，得到粉碎后的物料；
S6、混料：将步骤S5中得到的粉碎后的物料，与膨润土和水，按照如下重量份配比进行混合：粉碎后的物料118-122份、膨润土28-30份、水22-26份，得到混料；
S7、造粒：取步骤S6中得到的混料，用螺杆挤条机或液压造粒机进行成型造粒，得到颗粒物料，将所述颗粒原料烘干至含水率为26％-30％；
S8、二次物理活化：将步骤S7中得到的烘干后的颗粒物料置于外燃式转炉内，升温至炉膛内生产温度为620℃-630℃时，通入高温水蒸汽进行二次活化，得到二次活化后的物料；
S9、冷却、筛分：将步骤S8中得到的二次活化后的物料冷却至常温，粉碎，过180-200目筛，得到活性炭产品。
在一些优选地实施例中，所述以油茶壳为原料制备活性炭的方法包括如下步骤：
S1、原料的混合：选取油茶壳，粉碎，得到油茶壳粉末；将所述油茶壳粉末烘干至含水率为18％；选用浓度为78％的热法食品级磷酸，按照油茶壳粉末∶热法食品级磷酸＝1∶1.6的比例进行混合，捏合搅拌均匀后并静渍45min，得到混合物料；
S2、高温炭化：取步骤S1中得到的混合物料置于马弗炉中进行碳化处理，得到碳化后的物料；其中，炭化温度295℃，炭化时间45min；
S3、活化：取步骤S2中得到的碳化后的物料，进行活化，得到活化后的物料；其中，活化温度530℃、活化时间65min；
S4、漂洗、晾干：取步骤S3中得到的活化后的物料，进行漂洗，并烘干，得到烘干后的物料；
S5、制粉：将烘干后的物料进行粉碎，过200-220目筛，得到粉碎后的物料；
S6、混料：将步骤S5中得到的粉碎后的物料，与膨润土和水，按照如下重量份配比进行混合：粉碎后的物料120份、膨润土29份、水24份，得到混料；
S7、造粒：取步骤S6中得到的混料，用螺杆挤条机或液压造粒机进行成型造粒，得到颗粒物料，将所述颗粒原料烘干至含水率为28％；
S8、二次物理活化：将步骤S7中得到的烘干后的颗粒物料置于外燃式转炉内，升温至炉膛内生产温度为625℃时，通入高温水蒸汽进行二次活化，得到二次活化后的物料；
S9、冷却、筛分：将步骤S8中得到的二次活化后的物料冷却至常温，粉碎，过180-200目筛，得到活性炭产品。
本发明与现有技术对比的有益效果包括：
采用本发明的方法制备的活性炭的比表面积较高，吸附性能好。
具体实施方式
下面结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例中的以油茶壳为原料制备活性炭的方法，包括如下步骤：
S1、原料的混合：选取油茶壳，粉碎，得到油茶壳粉末；将所述油茶壳粉末烘干至含水率为15％；选用浓度为70％的热法食品级磷酸，按照油茶壳粉末∶热法食品级磷酸＝1∶1.4的比例进行混合，捏合搅拌均匀后并静渍38min，得到混合物料；
S2、高温炭化：取步骤S1中得到的混合物料置于马弗炉中进行碳化处理，得到碳化后的物料；其中，炭化温度265℃，炭化时间38min；
S3、活化：取步骤S2中得到的碳化后的物料，进行活化，得到活化后的物料；其中，活化温度515℃、活化时间58min；
S4、漂洗、晾干：取步骤S3中得到的活化后的物料，进行漂洗，并烘干，得到烘干后的物料；
S5、制粉：将烘干后的物料进行粉碎，过200-220目筛，得到粉碎后的物料；
S6、混料：将步骤S5中得到的粉碎后的物料，与膨润土和水，按照如下重量份配比进行混合：粉碎后的物料112份、膨润土26份、水20份，得到混料；
S7、造粒：取步骤S6中得到的混料，用螺杆挤条机或液压造粒机进行成型造粒，得到颗粒物料，将所述颗粒原料烘干至含水率为24％；
S8、二次物理活化：将步骤S7中得到的烘干后的颗粒物料置于外燃式转炉内，升温至炉膛内生产温度为615℃时，通入高温水蒸汽进行二次活化，得到二次活化后的物料；
S9、冷却、筛分：将步骤S8中得到的二次活化后的物料冷却至常温，粉碎，过180-200目筛，得到活性炭产品。
实施例2
本实施例中的以油茶壳为原料制备活性炭的方法，包括如下步骤：
S1、原料的混合：选取油茶壳，粉碎，得到油茶壳粉末；将所述油茶壳粉末烘干至含水率为20％；选用浓度为84％的热法食品级磷酸，按照油茶壳粉末∶热法食品级磷酸＝1∶1.8的比例进行混合，捏合搅拌均匀后并静渍52min，得到混合物料；
S2、高温炭化：取步骤S1中得到的混合物料置于马弗炉中进行碳化处理，得到碳化后的物料；其中，炭化温度310℃，炭化时间52min；
S3、活化：取步骤S2中得到的碳化后的物料，进行活化，得到活化后的物料；其中，活化温度545℃、活化时间74min；
S4、漂洗、晾干：取步骤S3中得到的活化后的物料，进行漂洗，并烘干，得到烘干后的物料；
S5、制粉：将烘干后的物料进行粉碎，过200-220目筛，得到粉碎后的物料；
S6、混料：将步骤S5中得到的粉碎后的物料，与膨润土和水，按照如下重量份配比进行混合：粉碎后的物料126份、膨润土32份、水26份，得到混料；
S7、造粒：取步骤S6中得到的混料，用螺杆挤条机或液压造粒机进行成型造粒，得到颗粒物料，将所述颗粒原料烘干至含水率为32％；
S8、二次物理活化：将步骤S7中得到的烘干后的颗粒物料置于外燃式转炉内，升温至炉膛内生产温度为645℃时，通入高温水蒸汽进行二次活化，得到二次活化后的物料；
S9、冷却、筛分：将步骤S8中得到的二次活化后的物料冷却至常温，粉碎，过180-200目筛，得到活性炭产品。
实施例3
本实施例中的以油茶壳为原料制备活性炭的方法，包括如下步骤：
S1、原料的混合：选取油茶壳，粉碎，得到油茶壳粉末；将所述油茶壳粉末烘干至含水率为18％；选用浓度为78％的热法食品级磷酸，按照油茶壳粉末∶热法食品级磷酸＝1∶1.6的比例进行混合，捏合搅拌均匀后并静渍45min，得到混合物料；
S2、高温炭化：取步骤S1中得到的混合物料置于马弗炉中进行碳化处理，得到碳化后的物料；其中，炭化温度295℃，炭化时间45min；
S3、活化：取步骤S2中得到的碳化后的物料，进行活化，得到活化后的物料；其中，活化温度530℃、活化时间65min；
S4、漂洗、晾干：取步骤S3中得到的活化后的物料，进行漂洗，并烘干，得到烘干后的物料；
S5、制粉：将烘干后的物料进行粉碎，过200-220目筛，得到粉碎后的物料；
S6、混料：将步骤S5中得到的粉碎后的物料，与膨润土和水，按照如下重量份配比进行混合：粉碎后的物料120份、膨润土29份、水24份，得到混料；
S7、造粒：取步骤S6中得到的混料，用螺杆挤条机或液压造粒机进行成型造粒，得到颗粒物料，将所述颗粒原料烘干至含水率为28％；
S8、二次物理活化：将步骤S7中得到的烘干后的颗粒物料置于外燃式转炉内，升温至炉膛内生产温度为625℃时，通入高温水蒸汽进行二次活化，得到二次活化后的物料；
S9、冷却、筛分：将步骤S8中得到的二次活化后的物料冷却至常温，粉碎，过180-200目筛，得到活性炭产品。
实施例4
本实施例中的以油茶壳为原料制备活性炭的方法，包括如下步骤：
S1、原料的混合：选取油茶壳，粉碎，得到油茶壳粉末；将所述油茶壳粉末烘干至含水率为15％；选用浓度为70％的热法食品级磷酸，按照油茶壳粉末∶热法食品级磷酸＝1∶1.4的比例进行混合，捏合搅拌均匀后并静渍38min，得到混合物料；
S2、高温炭化：取步骤S1中得到的混合物料置于马弗炉中进行碳化处理，得到碳化后的物料；其中，炭化温度265℃，炭化时间38min；
S3、活化：取步骤S2中得到的碳化后的物料，进行活化，得到活化后的物料；其中，活化温度515℃、活化时间58min；
S4、漂洗、晾干：取步骤S3中得到的活化后的物料，进行漂洗，并烘干，得到烘干后的物料；
S5、制粉：将烘干后的物料进行粉碎，过200-220目筛，得到粉碎后的物料；
S6、混料：将步骤S5中得到的粉碎后的物料，与膨润土和水，按照如下重量份配比进行混合：粉碎后的物料126份、膨润土32份、水26份，得到混料；
S7、造粒：取步骤S6中得到的混料，用螺杆挤条机或液压造粒机进行成型造粒，得到颗粒物料，将所述颗粒原料烘干至含水率为32％；
S8、二次物理活化：将步骤S7中得到的烘干后的颗粒物料置于外燃式转炉内，升温至炉膛内生产温度为645℃时，通入高温水蒸汽进行二次活化，得到二次活化后的物料；
S9、冷却、筛分：将步骤S8中得到的二次活化后的物料冷却至常温，粉碎，过180-200目筛，得到活性炭产品。
实施例5
本实施例中的以油茶壳为原料制备活性炭的方法，包括如下步骤：
S1、原料的混合：选取油茶壳，粉碎，得到油茶壳粉末；将所述油茶壳粉末烘干至含水率为20％；选用浓度为84％的热法食品级磷酸，按照油茶壳粉末∶热法食品级磷酸＝1∶1.8的比例进行混合，捏合搅拌均匀后并静渍52min，得到混合物料；
S2、高温炭化：取步骤S1中得到的混合物料置于马弗炉中进行碳化处理，得到碳化后的物料；其中，炭化温度310℃，炭化时间52min；
S3、活化：取步骤S2中得到的碳化后的物料，进行活化，得到活化后的物料；其中，活化温度545℃、活化时间74min；
S4、漂洗、晾干：取步骤S3中得到的活化后的物料，进行漂洗，并烘干，得到烘干后的物料；
S5、制粉：将烘干后的物料进行粉碎，过200-220目筛，得到粉碎后的物料；
S6、混料：将步骤S5中得到的粉碎后的物料，与膨润土和水，按照如下重量份配比进行混合：粉碎后的物料120份、膨润土29份、水24份，得到混料；
S7、造粒：取步骤S6中得到的混料，用螺杆挤条机或液压造粒机进行成型造粒，得到颗粒物料，将所述颗粒原料烘干至含水率为28％；
S8、二次物理活化：将步骤S7中得到的烘干后的颗粒物料置于外燃式转炉内，升温至炉膛内生产温度为625℃时，通入高温水蒸汽进行二次活化，得到二次活化后的物料；
S9、冷却、筛分：将步骤S8中得到的二次活化后的物料冷却至常温，粉碎，过180-200目筛，得到活性炭产品。
实施例6
本实施例中的以油茶壳为原料制备活性炭的方法，包括如下步骤：
S1、原料的混合：选取油茶壳，粉碎，得到油茶壳粉末；将所述油茶壳粉末烘干至含水率为18％；选用浓度为78％的热法食品级磷酸，按照油茶壳粉末∶热法食品级磷酸＝1∶1.6的比例进行混合，捏合搅拌均匀后并静渍45min，得到混合物料；
S2、高温炭化：取步骤S1中得到的混合物料置于马弗炉中进行碳化处理，得到碳化后的物料；其中，炭化温度295℃，炭化时间45min；
S3、活化：取步骤S2中得到的碳化后的物料，进行活化，得到活化后的物料；其中，活化温度530℃、活化时间65min；
S4、漂洗、晾干：取步骤S3中得到的活化后的物料，进行漂洗，并烘干，得到烘干后的物料；
S5、制粉：将烘干后的物料进行粉碎，过200-220目筛，得到粉碎后的物料；
S6、混料：将步骤S5中得到的粉碎后的物料，与膨润土和水，按照如下重量份配比进行混合：粉碎后的物料112份、膨润土26份、水20份，得到混料；
S7、造粒：取步骤S6中得到的混料，用螺杆挤条机或液压造粒机进行成型造粒，得到颗粒物料，将所述颗粒原料烘干至含水率为24％；
S8、二次物理活化：将步骤S7中得到的烘干后的颗粒物料置于外燃式转炉内，升温至炉膛内生产温度为615℃时，通入高温水蒸汽进行二次活化，得到二次活化后的物料；
S9、冷却、筛分：将步骤S8中得到的二次活化后的物料冷却至常温，粉碎，过180-200目筛，得到活性炭产品。
活性炭性能测试：
取实施例1-6中得到的活性炭进行活性炭性能的测试，测试结果见表1.
表1.活性炭性能的测试结果
上述结果表明，实施例1-6中得到的活性炭具有比表面积高，吸附性能好的优点。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种以油茶壳为原料制备活性炭的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、原料的混合：选取油茶壳，粉碎，得到油茶壳粉末；将所述油茶壳粉末烘干至含水率为15％-20％；选用浓度为70％-84％的热法食品级磷酸，按照油茶壳粉末∶热法食品级磷酸＝1∶1.4-1.8的比例进行混合，捏合搅拌均匀后并静渍38-52min，得到混合物料；
S2、高温炭化：取步骤S1中得到的混合物料置于马弗炉中进行碳化处理，得到碳化后的物料；其中，炭化温度265-310℃，炭化时间38-52min；
S3、活化：取步骤S2中得到的碳化后的物料，进行活化，得到活化后的物料；其中，活化温度515-545℃、活化时间58-74min；
S4、漂洗、晾干：取步骤S3中得到的活化后的物料，进行漂洗，并烘干，得到烘干后的物料；
S5、制粉：将烘干后的物料进行粉碎，过200-220目筛，得到粉碎后的物料；
S6、混料：将步骤S5中得到的粉碎后的物料，与膨润土和水，按照如下重量份配比进行混合：粉碎后的物料112-126份、膨润土26-32份、水20-26份，得到混料；
S7、造粒：取步骤S6中得到的混料，用螺杆挤条机或液压造粒机进行成型造粒，得到颗粒物料，将所述颗粒原料烘干至含水率为24％-32％；
S8、二次物理活化：将步骤S7中得到的烘干后的颗粒物料置于外燃式转炉内，升温至炉膛内生产温度为615℃-645℃时，通入高温水蒸汽进行二次活化，得到二次活化后的物料；
S9、冷却、筛分：将步骤S8中得到的二次活化后的物料冷却至常温，粉碎，过180-200目筛，得到活性炭产品。
2.如权利要求1所述的以油茶壳为原料制备活性炭的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、原料的混合：选取油茶壳，粉碎，得到油茶壳粉末；将所述油茶壳粉末烘干至含水率为17％-19％；选用浓度为74％-82％的热法食品级磷酸，按照油茶壳粉末∶热法食品级磷酸＝1∶1.5-1.7的比例进行混合，捏合搅拌均匀后并静渍42-48min，得到混合物料；
S2、高温炭化：取步骤S1中得到的混合物料置于马弗炉中进行碳化处理，得到碳化后的物料；其中，炭化温度280-305℃，炭化时间42-48min；
S3、活化：取步骤S2中得到的碳化后的物料，进行活化，得到活化后的物料；其中，活化温度525-535℃、活化时间64-68min；
S4、漂洗、晾干：取步骤S3中得到的活化后的物料，进行漂洗，并烘干，得到烘干后的物料；
S5、制粉：将烘干后的物料进行粉碎，过200-220目筛，得到粉碎后的物料；
S6、混料：将步骤S5中得到的粉碎后的物料，与膨润土和水，按照如下重量份配比进行混合：粉碎后的物料118-122份、膨润土28-30份、水22-26份，得到混料；
S7、造粒：取步骤S6中得到的混料，用螺杆挤条机或液压造粒机进行成型造粒，得到颗粒物料，将所述颗粒原料烘干至含水率为26％-30％；
S8、二次物理活化：将步骤S7中得到的烘干后的颗粒物料置于外燃式转炉内，升温至炉膛内生产温度为620℃-630℃时，通入高温水蒸汽进行二次活化，得到二次活化后的物料；
S9、冷却、筛分：将步骤S8中得到的二次活化后的物料冷却至常温，粉碎，过180-200目筛，得到活性炭产品。
3.如权利要求1所述的以油茶壳为原料制备活性炭的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、原料的混合：选取油茶壳，粉碎，得到油茶壳粉末；将所述油茶壳粉末烘干至含水率为18％；选用浓度为78％的热法食品级磷酸，按照油茶壳粉末∶热法食品级磷酸＝1∶1.6的比例进行混合，捏合搅拌均匀后并静渍45min，得到混合物料；
S2、高温炭化：取步骤S1中得到的混合物料置于马弗炉中进行碳化处理，得到碳化后的物料；其中，炭化温度295℃，炭化时间45min；
S3、活化：取步骤S2中得到的碳化后的物料，进行活化，得到活化后的物料；其中，活化温度530℃、活化时间65min；
S4、漂洗、晾干：取步骤S3中得到的活化后的物料，进行漂洗，并烘干，得到烘干后的物料；
S5、制粉：将烘干后的物料进行粉碎，过200-220目筛，得到粉碎后的物料；
S6、混料：将步骤S5中得到的粉碎后的物料，与膨润土和水，按照如下重量份配比进行混合：粉碎后的物料120份、膨润土29份、水24份，得到混料；
S7、造粒：取步骤S6中得到的混料，用螺杆挤条机或液压造粒机进行成型造粒，得到颗粒物料，将所述颗粒原料烘干至含水率为28％；
S8、二次物理活化：将步骤S7中得到的烘干后的颗粒物料置于外燃式转炉内，升温至炉膛内生产温度为625℃时，通入高温水蒸汽进行二次活化，得到二次活化后的物料；
S9、冷却、筛分：将步骤S8中得到的二次活化后的物料冷却至常温，粉碎，过180-200目筛，得到活性炭产品。
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CN110036827A (zh) * 2019-03-31 2019-07-23 贵州省贵福菌业发展有限公司 一种油茶壳粉碎方法
CN112758927A (zh) * 2020-12-22 2021-05-07 福建省农业科学院茶叶研究所 一种茶梗基高比表面积活性炭的制备方法

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