CN110655077A - 一种椰壳基柱状活性炭的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及活性炭技术领域,公开了一种椰壳基柱状活性炭的制备方法,包括以下加工步骤,选料:选取原料椰壳活性炭;磨粉:获得椰壳活性炭粉;混捏:获得可塑性物料;挤压成型:获得所需粒径的粒料;再经炭化、活化、后处理获得成品,将成品包装,即可。通过该方法制备的椰壳基柱状活性炭,使用过程中能够满足对工艺阻力的控制需求,适用性好,且具有发达的孔隙结构和较高的比表面积,微孔发达,灰分含量低,金属杂质低,强度高,浮灰少,满足用户对高性能的需求。
Description
技术领域
本发明涉及活性炭技术领域,特别涉及一种椰壳基柱状活性炭的制备方法。
背景技术
柱状活性炭,也叫定型颗粒活性炭,目前主要有煤质柱状活性炭和木质柱状活性炭,广泛应用到空气净化、溶剂回收、催化改性剂的载体和水处理行业等等。
随着活性炭应用技术的不断提高,对活性炭的性能要求也越来越高,煤质柱状活性炭和木质柱状活性炭在孔隙结构、吸附性能、强度、灰分含量等多方面都不能很好的满足性能要求;椰壳不定型颗粒活性炭因其性能优良,受到使用者青睐,但现有技术中,椰壳不定型颗粒活性炭由于其不定型颗粒状,在使用过程中对工艺阻力的要求无法得到有效控制,限制了其各项性能的发挥,影响使用效果,适用性受限。因此亟需一种性能优异且能够满足加工控制需求的椰壳基柱状活性炭。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种椰壳基柱状活性炭的制备方法,通过该方法制备的椰壳基柱状活性炭,使用过程中能够满足对工艺阻力的控制需求,适用性好,且具有发达的孔隙结构和较高的比表面积,微孔发达,灰分含量低,金属杂质低,强度高,浮灰少,满足用户对高性能的需求。
为了解决上述技术问题,本发明的技术方案为,一种椰壳基柱状活性炭的制备方法,其特征在于,包括以下加工步骤:
步骤1)选料:选取原料椰壳活性炭,所述椰壳活性炭中粒度为200目以上的含量需大于90%;
步骤2)磨粉:将所述椰壳活性炭进行研磨,获得椰壳活性炭粉,所述椰壳活性炭粉中粒度为200目以下的含量需大于90%;
步骤3)混捏:采用混捏机将所述椰壳活性炭粉与粘合剂、水按比例进行混合,并捏和为可塑性物料;
步骤4)挤压成型:将所述可塑性物料加入液压机的液压缸内,并通过所述液压机的成型模具挤压成型为所需粒径的粒料;
步骤5)炭化:将所述粒料加入内热式转炉进行炭化,所述炭化的温度为450-550℃,获得炭化物料;
步骤6)活化:将所述炭化物料加入斯列普炉内进行活化,获得活化物料;
步骤7)后处理:将所述活化物料进行后处理加工,获得成品;
步骤8)成品包装:将所述成品进行密封包装。
作为一优选的实施方式,步骤1)中所述椰壳活性炭碘值1000-1200mg/g,四氯化碳45-65%,灰分<3%,水分<5%。
作为一优选的实施方式,步骤2)中所述研磨采用球磨机。
作为一优选的实施方式,步骤3)中所述混捏机采用双轴搅拌连续混捏机;所述椰壳活性炭粉:所述粘合剂:所述水=(60-65):(25-35):10;混捏温度100-120℃,混捏时间20-25min。
作为一优选的实施方式,步骤3)中所述粘合剂采用煤焦油或煤焦油与煤沥青的混合物。
作为一优选的实施方式,步骤4)中所述液压机采用200吨的双缸液压机。
作为一优选的实施方式,步骤6)中所述活化的活化剂采用水蒸气与烟道气。
作为一优选的实施方式,步骤7)中所述后处理包括筛分、除尘。
采用上述技术方案,通过选料、磨粉、混捏、挤压成型、炭化、活化、后处理、成品包装系列步骤制备获得的椰壳基柱状活性炭,经过定型加工,使其在使用过程中能够满足对工艺阻力的控制需求,适用性好;同时,通过炭化、活化以及后处理等工序,使其具有发达的孔隙结构和较高的比表面积,微孔发达,灰分含量低,金属杂质低,强度高,浮灰少,满足用户对高性能的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种椰壳基柱状活性炭的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是,对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明,但并不构成对本发明的限定。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
结合附图对本发明进一步说明,使所属技术领域的技术人员更好的实施本发明,本发明实施例一种椰壳基柱状活性炭的制备方法,包括以下加工步骤:
步骤1)选料:所需原材料为椰壳活性炭,选取原料椰壳活性炭,椰壳活性炭中粒度为200目以上的颗粒的含量需大于90%。
步骤2)磨粉:将椰壳活性炭进行研磨,获得椰壳活性炭粉,椰壳活性炭粉中粒度为200目以下的颗粒的含量需大于90%。
步骤3)混捏:混捏是指将椰壳活性炭粉与粘合剂及少量的水在一定的温度下混合、捏和成可塑性物料,为下一步的挤压成型做准备;将椰壳活性炭粉加入混捏机,采用混捏机将椰壳活性炭粉与粘合剂、水按比例进行混合,并捏和为可塑性物料。
步骤4)挤压成型:将可塑性物料加入液压机的液压缸内,并通过液压机的成型模具挤压成型为所需粒径的粒料,完成定型。
挤压成型的粒料的粒径的大小需求,可根据需求通过改变成型模具的孔径的大小来实现,一般常用的成型粒径有Φ0.9mm,Φ1.5mm,Φ2.0mm,Φ3.0mm,Φ4.0mm,Φ7.0mm等。
步骤5)炭化:将粒料加入内热式转炉进行炭化,炭化的温度为450-550℃,从而获得炭化物料;炭化的目的是让挤压成型的粒料内的粘合剂热分解,使得粘合剂中低分子物质挥发,也使得椰壳基柱状活性炭颗粒间进一步的固化。
步骤6)活化:将炭化物料加入斯列普炉内进行活化,获得活化物料;进一步提高椰壳基柱状活性炭的比表面积,提高产品的性能,活化工艺参数控制跟普通物料在斯列普炉内活化基本一样。
步骤7)后处理:将活化物料进行后处理加工,进一步提升产品的性能参数,进而获得成品。
步骤8)成品包装:将成品进行密封包装,即得。
采用上述技术方案,通过选料、磨粉、混捏、挤压成型、炭化、活化、后处理、成品包装系列步骤制备获得的椰壳基柱状活性炭,经过定型加工,使其在使用过程中能够满足对工艺阻力的控制需求,适用性好;同时,通过炭化、活化以及后处理等工序,使其具有发达的孔隙结构和较高的比表面积,微孔发达,灰分含量低,金属杂质低,强度高,浮灰少,满足用户对高性能的需求。
本发明实施例步骤1)中椰壳活性炭碘值1000-1200mg/g,四氯化碳45-65%,灰分<3%,水分<5%,如表1所示:
表1
本发明实施例步骤2)中研磨采用球磨机,以保证研磨效果,研磨至所需粒径要求即可。
本发明实施例步骤3)中采用混捏机将椰壳活性炭粉与粘合剂、水按比例进行混合,混捏机采用双轴搅拌连续混捏机,以保证混捏效果。
各原料混捏比例,多采用椰壳活性炭粉:粘合剂:水=(60-65):(25-35):10的比例;混捏温度控制在100-120℃,混捏时间控制在20-25min。
本发明实施例步骤3)中粘合剂采用煤焦油,也可以采用煤焦油与煤沥青的混合物。
各原料捏混比例,捏混温度、时间,可具体采用如下实施方式:
椰壳活性炭粉:煤焦油:水=60:25:10,混捏温度控制在100℃,混捏时间控制在20min;
椰壳活性炭粉:煤焦油:水=65:35:10,混捏温度控制在120℃,混捏时间控制在25min;
椰壳活性炭粉:煤焦油:水=62:30:10,混捏温度控制在110℃,混捏时间控制在23min;
椰壳活性炭粉:煤焦油:水=63:28:10,混捏温度控制在115℃,混捏时间控制在25min;
椰壳活性炭粉:煤焦油:水=64:34:10,混捏温度控制在108℃,混捏时间控制在25min。
本发明实施例步骤4)中液压机采用200吨的双缸液压机,保证成型效果,将步骤3)中混捏好的可塑性物料快速投入挤压完成,粒径控制根据需求调节改变成型模具的孔径即可,一般常用的成型粒径有Φ0.9mm,Φ1.5mm,Φ2.0mm,Φ3.0mm,Φ4.0mm,Φ7.0mm。
本发明实施例活化剂采用煤焦油,步骤5)炭化的目的是让挤压成型的粒料内的煤焦油热分解,使得煤焦油中低分子物质挥发,也使得椰壳基柱状活性炭颗粒间进一步的固化。
本发明实施例步骤6)中活化的活化剂采用水蒸气与烟道气,进一步提高椰壳柱状活性炭的比表面积,提高产品的性能,活化工艺参数控制跟普通物料在斯列普炉内活化基本一样。
本发明实施例步骤7)中后处理包括筛分、除尘,进一步提升产品的性能参数,根据需求加工的不同长度(如2-8mm)、不同粒径(如Φ0.9—Φ7.0mm)的成品,具体成品参数控制如表2所示:
表2
本发明是将椰壳活性炭再次制粉,经过混捏,挤压成型,炭化和活化一系列工艺,最后做成椰壳基柱状活性炭,具有发达的孔隙结构和较高的比表面积,微孔发达,灰分含量低,金属杂质低,强度高,浮灰少,并能解决使用过程中阻力大、可控制性差的问题,其与煤质柱状活性炭、木质柱状活性炭的比较如表3所示:
表3
通过表3的对比,也可以明显看出,通过本发明的制备方法,所获得的椰壳基柱状活性炭各项能均优于常规的煤质柱状活性炭、煤质柱状活性炭,性能优势明显,能够满足用户对活性炭的高性能需求。
通过本发明的制备方法,所获得的椰壳基柱状活性炭,性能优异且能够满足使用过程中对阻力方面的加工控制需求,适用性好。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明,但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言,在不脱离本发明原理和精神的情况下,对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型,仍落入本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种椰壳基柱状活性炭的制备方法,其特征在于,包括以下加工步骤:
步骤1)选料:选取原料椰壳活性炭,所述椰壳活性炭中粒度为200目以上的含量需大于90%;
步骤2)磨粉:将所述椰壳活性炭进行研磨,获得椰壳活性炭粉,所述椰壳活性炭粉中粒度为200目以下的含量需大于90%;
步骤3)混捏:采用混捏机将所述椰壳活性炭粉与粘合剂、水按比例进行混合,并捏和为可塑性物料;
步骤4)挤压成型:将所述可塑性物料加入液压机的液压缸内,并通过所述液压机的成型模具挤压成型为所需粒径的粒料;
步骤5)炭化:将所述粒料加入内热式转炉进行炭化,所述炭化的温度为450-550℃,获得炭化物料;
步骤6)活化:将所述炭化物料加入斯列普炉内进行活化,获得活化物料;
步骤7)后处理:将所述活化物料进行后处理加工,获得成品;
步骤8)成品包装:将所述成品进行密封包装。
2.根据权利要求1所述的椰壳基柱状活性炭的制备方法,其特征在于:步骤1)中所述椰壳活性炭碘值1000-1200mg/g,四氯化碳45-65%,灰分<3%,水分<5%。
3.根据权利要求1所述的椰壳基柱状活性炭的制备方法,其特征在于:步骤2)中所述研磨采用球磨机。
4.根据权利要求1所述的椰壳基柱状活性炭的制备方法,其特征在于:步骤3)中所述混捏机采用双轴搅拌连续混捏机;所述椰壳活性炭粉:所述粘合剂:所述水=(60-65):(25-35):10;混捏温度100-120℃,混捏时间20-25min。
5.根据权利要求1所述的椰壳基柱状活性炭的制备方法,其特征在于:步骤3)中所述粘合剂采用煤焦油或煤焦油与煤沥青的混合物。
6.根据权利要求1所述的椰壳基柱状活性炭的制备方法,其特征在于:步骤4)中所述液压机采用200吨的双缸液压机。
7.根据权利要求1所述的椰壳基柱状活性炭的制备方法,其特征在于:步骤6)中所述活化的活化剂采用水蒸气与烟道气。
8.根据权利要求1所述的椰壳基柱状活性炭的制备方法,其特征在于:步骤7)中所述后处理包括筛分、除尘。
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