CN111847449A - 低灰高比表面积活性炭制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低灰高比表面积活性炭制备方法，包括：S1、选择灰分低于8％的煤磨粉至200目以下；S2、选择果壳类炭化料破碎磨粉至200目以下；S3、将步骤S1、S2中的煤、果壳类炭化料与粘接剂按照质量比100:10—100:20‑60进行预混形成预混料；S4、将所述预混料在45‑120℃条件下混捏均匀，并在10‑20MPa条件下挤条成型，直径为4mm‑12mm，并晾干；S5、将晾干后的物料在炭化炉中进行碳化处理，炭化温度为250℃‑500℃，炭化时间为0.5‑5h；S6、强炭化后物料在800‑1100℃条件下，利用水蒸气活化0.5‑5h得到所述低灰高比表面积活性炭。按照本发明的低灰高比表面积活性炭制备方法制的活性炭，具有成本低、强度高、低灰度和高比表面积的特性。
Description
技术领域
本发明属于活性炭制备技术领域，尤其涉及一种低灰高比表面积活性炭制备方法。
背景技术
通常活性炭是由木质、煤质和石油焦等含碳的原料经过热解、活化加工制备而成，具有发达的空隙结构、较大的比表面积和丰富的表面化学基团，具有很强的吸附性能，广泛应用于水处理、烟气吸收、脱硫脱硝、催化剂载体、溶剂回收和储能等技术领域。
以果壳、木屑等木质为原料制备的活性炭具有灰分低、比表面积大、吸附性能好的优点，但是具有填充密度低、成本高、强度低等确定。而煤质活性炭具有原料材料易得、成本低、强度高、填充密度大等优点，但是具有比表面积低、灰分高等缺点，灰分一般为10％-25％，为降低灰度通常采用酸碱化学法进行除灰，此方式消耗大量酸碱，造成大量污染的同时，提高了活性炭制备成本，降低了活性碳强度。因此，上述方式均不能获得成本低、强度高、灰分低且高比表面积的活性炭。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种低灰高比表面积活性炭制备方法。
为实现上述目的，本发明提供一种低灰高比表面积活性炭制备方法，包括：
S1、选择灰分低于8％的煤磨粉至200目以下；
S2、选择果壳类炭化料破碎磨粉至200目以下；
S3、将步骤S1、S2中的煤、果壳类炭化料与粘接剂按照质量比100:10 —100:20-60进行预混形成预混料；
S4、将所述预混料在45-120℃条件下混捏均匀，并在10-20MPa条件下挤条成型，直径为4mm-12mm，并晾干；
S5、将晾干后的物料在炭化炉中进行碳化处理，炭化温度为250℃ -500℃，炭化时间为0.5-5h；
S6、强炭化后物料在800-1100℃条件下，利用水蒸气活化0.5-5h得到所述低灰高比表面积活性炭。
根据本发明的一个方面，步骤S1中选择的煤可以为无烟煤或烟煤。
根据本发明的一个方面，步骤S1中选择的煤为无烟煤。
根据本发明的一个方面，所述果壳类炭化料为包括椰壳、杏壳、核桃壳、枣核和桃核中一种或多种经过高温炭化处理得到的炭化料。
根据本发明的一个方面，所述果壳类炭化料优选为由椰壳和核桃壳高温炭化处理的炭化料。
根据本发明的一个方面，所述粘接剂为沥青粒、煤焦油或羟甲基纤维素。
根据本发明的一个方面，步骤S1中选择的煤为无烟煤或者烟煤，优选为无烟煤。选择煤作为原料能力保证活性炭的强度，同时可以扩大原料的来源降低成本。
根据本发明的一个方案，加入果壳类炭化料是保证活性炭强度的基础上，通过增加果壳类炭化料来降低灰分含量，同时，还有利于活化出比表面积更高的活性炭。另外，果壳类炭化料是已经经过炭化后的物料，可以避免与煤不同炭化温度的影响。在本发明中，煤与果壳类炭化料的质量比例为1:0.1-1，在此比例上，可以获得高强度、低灰度和高比表面积的活性炭，同时成本低，原料来源广。
具体实施方式
本发明提供一种低灰高比表面积活性炭制备方法，包括S1、选择灰分低于8％的煤磨粉至200目以下；S2、选择果壳类炭化料破碎磨粉至200 目以下；S3、将步骤S1、S2中的煤、果壳类炭化料与粘接剂按照质量比100:10—100:20-60进行预混形成预混料；S4、将所述预混料在45-120℃条件下混捏均匀，并在10-20MPa条件下挤条成型，直径为4mm-12mm，并晾干；S5、将晾干后的物料在炭化炉中进行碳化处理，炭化温度为250℃ -500℃，炭化时间为0.5-5h；S6、强炭化后物料在800-1100℃条件下，利用水蒸气活化0.5-5h得到低灰高比表面积活性炭。
按照本发明的低灰高比表面积活性炭制备方法制的活性炭，具有成本低、强度高、低灰度和高比表面积的特性。
在本发明中，步骤S1中选择的煤为无烟煤或者烟煤，优选为无烟煤。选择煤作为原料能力保证活性炭的强度，同时可以扩大原料的来源降低成本。另一方面，在本发明的方法中，还加入了果壳类炭化料，果壳类炭化料为包括椰壳、杏壳、核桃壳、枣核和桃核中一种或多种经过高温炭化处理得到的炭化料。在本发明的低灰高比表面积活性炭制备方法中，果壳类炭化料优选为由椰壳和核桃壳高温炭化处理的炭化料。
加入果壳类炭化料是保证活性炭强度的基础上，通过增加果壳类炭化料来降低灰分含量，同时，还有利于活化出比表面积更高的活性炭。另外，果壳类炭化料是已经经过炭化后的物料，可以避免与煤不同炭化温度的影响。在本发明中，煤与果壳类炭化料的质量比例为1:0.1-1，在此比例上，可以获得高强度、低灰度和高比表面积的活性炭，同时成本低，原料来源广。
在本发明的低灰度高比表面积活性炭的制备方法中，粘接剂可以为沥青粒、煤焦油或羟甲基纤维素。
以上所述仅为本发明的一个实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种低灰高比表面积活性炭制备方法，包括：
S1、选择灰分低于8％的煤磨粉至200目以下；
S2、选择果壳类炭化料破碎磨粉至200目以下；
S3、将步骤S1、S2中的煤、果壳类炭化料与粘接剂按照质量比100:10—100:20-60进行预混形成预混料；
S4、将所述预混料在45-120℃条件下混捏均匀，并在10-20MPa条件下挤条成型，直径为4mm-12mm，并晾干；
S5、将晾干后的物料在炭化炉中进行碳化处理，炭化温度为250℃-500℃，炭化时间为0.5-5h；
S6、强炭化后物料在800-1100℃条件下，利用水蒸气活化0.5-5h得到所述低灰高比表面积活性炭。
2.根据权利要求1所述的低灰高比表面积活性炭制备方法，其特征在于，步骤S1中选择的煤可以为无烟煤或烟煤。
3.根据权利要求2所述的低灰高比表面积活性炭制备方法，其特征在于，优选地，步骤S1中选择的煤为无烟煤。
4.根据权利要求1所述的低灰高比表面积活性炭制备方法，其特征在于，所述果壳类炭化料为包括椰壳、杏壳、核桃壳、枣核和桃核中一种或多种经过高温炭化处理得到的炭化料。
5.根据权利要求4所述的低灰高比表面积活性炭制备方法，其特征在于，所述果壳类炭化料优选为由椰壳和核桃壳高温炭化处理的炭化料。
6.根据权利要求1所述的低灰高比表面积活性炭制备方法，其特征在于，所述粘接剂为沥青粒、煤焦油或羟甲基纤维素。
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