CN115367749A - 一种乳酸脱色用煤质柱状活性炭及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及活性炭技术领域，尤其是一种乳酸脱色用煤质柱状活性炭，由以下成分组成：煤沥青15‑20份、生物质颗粒30‑40份、活化剂5‑8份、煤60‑80份，本发明具有一种乳酸脱色用煤质柱状活性炭的生产工艺。本发明具有制备的活性炭中孔分布宽，乳酸脱色性能好，柱状活性炭强度高，可循环使用，再生过程碳损失少，降低活性炭中煤含量的特点。
Description
技术领域
本发明涉及活性炭技术领域，尤其涉及一种乳酸脱色用煤质柱状活性炭及其生产工艺。
背景技术
煤基活性炭以煤炭为原材料，经过磨粉、成型、炭化、活化后形成的活性炭,将含碳材料经过炭化、活化后得到的多孔性材料，乳酸是一种重要的有机酸，可用于生产聚乳酸(PLA)生物降解材料，在乳酸发酵液中由于培养基或微生物代谢等原因会产生大量的色素，使用活性炭吸附脱色提升品质是目前的通用技术，而现有的在进行乳酸脱色时，属于液相脱色领域，要活性炭含有较多的中孔，而煤基活性炭孔分布以微孔为主，这就要求乳酸脱色活性炭的孔径调控提出更高的要求，为了解决这一问题我们提出一种乳酸脱色用煤质柱状活性炭及其生产工艺。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的煤基活性炭孔分布以微孔为主，不能满足乳酸脱色的需求缺点，而提出的一种乳酸脱色用煤质柱状活性炭及其生产工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计一种乳酸脱色用煤质柱状活性炭，由以下成分组成：煤沥青15-20份、生物质颗粒30-40份、活化剂5-8份、煤60-80份。
优选的，其中活化剂为碳酸钾、氯化锌、磷酸中的一种或多种组成。
本发明还提供了一种乳酸脱色用煤质柱状活性炭的生产工艺，包括以下步骤：
S1、进行备料，煤沥青采用固态的煤沥青，然后将生物质颗粒、煤进行粉碎、煤沥青进行分开粉碎，粉碎后通过300-400目筛，将没有粉碎完全的继续粉碎；
S2、将粉碎筛选好的粉末中加入活化剂进行混合，然后投入到挤压成型机中，挤压呈圆柱长条状，进行剪断成型圆柱状；
S3、将柱状物颗粒物进行干燥，干燥的温度为155-160℃，时间为30-40min；
S4、进行碳化，柱状物颗粒物放入到碳化炉中，将温度升高到270-280℃，持续20-30min，然后将温度升高到406-410℃，持续30-45min，最后将温度升高至620-650℃，持续40-50min；
S5、进行活化，将柱状物颗粒物置于活化炉中，通入水蒸气进行活化，温度为900-1000℃，时间为1-2h，得到柱状活性炭。
优选的，在步骤S2中进行原料进行混合时，包括以下步骤：
A1、将首先根据原料的密度，将密度最小的物料放置在搅拌机的底部，根据密度的增大依次放置；
A2、通过采用启动搅拌机进行搅拌，搅拌的时间为5-10min，搅拌的速度为5r/s。
优选的，所述搅拌机为螺旋搅拌机。
优选的，在步骤S5中进行水蒸气供应时，压供应压力为0.038-0.043MPa，避免没有反应的蒸汽随着烟气排出，带走热量，防止了活化炉温度下降。
优选的，所述煤采用无烟煤。
优选的，在步骤S5中，得到柱状活性炭后，通过过滤筛将活性碳中的灰尘颗粒物进行筛除。
本发明提出的一种乳酸脱色用煤质柱状活性炭及其生产工艺，有益效果在于：基于碳源与水蒸汽反应活性差异、活化剂升华造孔双重孔径调控技术，制备的活性炭中孔分布宽，乳酸脱色性能好，柱状活性炭强度高，可循环使用，再生过程碳损失少，降低活性炭中煤含量。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
一种乳酸脱色用煤质柱状活性炭，由以下成分组成：煤沥青15份、生物质颗粒30份、活化剂5份、煤60份，所述煤采用无烟煤，无烟煤中碳的含量较高，有利于碳化后碳的含量，将生物质颗粒、煤沥青、活化剂与煤共配，利用混合作用实现均匀分散，合成兼具木质炭孔径易调控、煤基炭强度高的特点，能显著降低活性炭中煤含量。
其中活化剂为碳酸钾、氯化锌、磷酸中组成，其中碳酸钾、氯化锌、磷酸重量比为3：1：3。
本发明还提供了一种乳酸脱色用煤质柱状活性炭的生产工艺，包括以下步骤：
S1、进行备料，煤沥青采用固态的煤沥青，然后将生物质颗粒、煤进行粉碎、煤沥青进行分开粉碎，粉碎后通过300目筛，将没有粉碎完全的继续粉碎；
S2、将粉碎筛选好的粉末中加入活化剂进行混合，然后投入到挤压成型机中，挤压呈圆柱长条状，进行剪断成型圆柱状；
S3、将柱状物颗粒物进行干燥，干燥的温度为155℃，时间为30-40min，通过进行干燥，有利于对柱状物颗粒物进行定型；
将温度升高到270℃，持续20min，然后将温度升高到406℃，持续30min，最后将温度升高至620℃，持续40min；
S5、进行活化，将柱状物颗粒物置于活化炉中，通入水蒸气进行活化，温度为900℃，时间为1h，得到柱状活性炭，基于碳源与水蒸汽反应活性差异、活化剂升华造孔双重孔径调控技术，制备的活性炭中孔分布宽，乳酸脱色性能好，柱状活性炭强度高，可循环使用，再生过程碳损失少，煤质柱状活性炭的总孔容≥0.65ml/g,平均孔径5-10nm，强度为91.2-94.2％。
在步骤S2中进行原料进行混合时，包括以下步骤：
A1、将首先根据原料的密度，将密度最小的物料放置在搅拌机的底部，根据密度的增大依次放置；
A2、通过采用启动搅拌机进行搅拌，搅拌的时间为5min，搅拌的速度为5r/s。
所述搅拌机为螺旋搅拌机，由于原料密度的不同，会导致密度大原料发生沉底的情况，通过采用螺旋搅拌机对上下原料进行运输搅拌，同时根据原料的密度进行分层放置保证了原料混合均匀。
在步骤S5中进行水蒸气供应时，压供应压力为0.038MPa，避免没有反应的蒸汽随着烟气排出，带走热量，防止了活化炉温度下降。
在步骤S5中，得到柱状活性炭后，通过过滤筛将活性碳中的灰尘颗粒物进行筛除。
实施例2
一种乳酸脱色用煤质柱状活性炭，由以下成分组成：煤沥青17份、生物质颗粒35份、活化剂6份、煤70份，所述煤采用无烟煤，无烟煤中碳的含量较高，有利于碳化后碳的含量，将生物质颗粒、煤沥青、活化剂与煤共配，利用混合作用实现均匀分散，合成兼具木质炭孔径易调控、煤基炭强度高的特点，能显著降低活性炭中煤含量。
其中活化剂为碳酸钾、氯化锌、磷酸中组成，其中碳酸钾、氯化锌、磷酸重量比为3：1：3。
本发明还提供了一种乳酸脱色用煤质柱状活性炭的生产工艺，包括以下步骤：
S1、进行备料，煤沥青采用固态的煤沥青，然后将生物质颗粒、煤进行粉碎、煤沥青进行分开粉碎，粉碎后通过350目筛，将没有粉碎完全的继续粉碎；
S2、将粉碎筛选好的粉末中加入活化剂进行混合，然后投入到挤压成型机中，挤压呈圆柱长条状，进行剪断成型圆柱状；
S3、将柱状物颗粒物进行干燥，干燥的温度为158℃，时间为35min，通过进行干燥，有利于对柱状物颗粒物进行定型；
将温度升高到275℃，持续25min，然后将温度升高到408℃，持续37min，最后将温度升高至635℃，持续45min；
S5、进行活化，将柱状物颗粒物置于活化炉中，通入水蒸气进行活化，温度为950℃，时间为1.5h，得到柱状活性炭，基于碳源与水蒸汽反应活性差异、活化剂升华造孔双重孔径调控技术，制备的活性炭中孔分布宽，乳酸脱色性能好，柱状活性炭强度高，可循环使用，再生过程碳损失少，煤质柱状活性炭的总孔容≥0.65ml/g,平均孔径5-10nm，强度为91.2-94.2％。
在步骤S2中进行原料进行混合时，包括以下步骤：
A1、将首先根据原料的密度，将密度最小的物料放置在搅拌机的底部，根据密度的增大依次放置；
A2、通过采用启动搅拌机进行搅拌，搅拌的时间为7min，搅拌的速度为5r/s。
所述搅拌机为螺旋搅拌机，由于原料密度的不同，会导致密度大原料发生沉底的情况，通过采用螺旋搅拌机对上下原料进行运输搅拌，同时根据原料的密度进行分层放置保证了原料混合均匀。
在步骤S5中进行水蒸气供应时，压供应压力为0.04MPa，避免没有反应的蒸汽随着烟气排出，带走热量，防止了活化炉温度下降。
在步骤S5中，得到柱状活性炭后，通过过滤筛将活性碳中的灰尘颗粒物进行筛除。
实施例3
一种乳酸脱色用煤质柱状活性炭，由以下成分组成：煤沥青20份、生物质颗粒40份、活化剂8份、煤80份，所述煤采用无烟煤，无烟煤中碳的含量较高，有利于碳化后碳的含量，将生物质颗粒、煤沥青、活化剂与煤共配，利用混合作用实现均匀分散，合成兼具木质炭孔径易调控、煤基炭强度高的特点，能显著降低活性炭中煤含量。
其中活化剂为碳酸钾、氯化锌、磷酸中组成，其中碳酸钾、氯化锌、磷酸重量比为3：1：3。
本发明还提供了一种乳酸脱色用煤质柱状活性炭的生产工艺，包括以下步骤：
S1、进行备料，煤沥青采用固态的煤沥青，然后将生物质颗粒、煤进行粉碎、煤沥青进行分开粉碎，粉碎后通过400目筛，将没有粉碎完全的继续粉碎；
S2、将粉碎筛选好的粉末中加入活化剂进行混合，然后投入到挤压成型机中，挤压呈圆柱长条状，进行剪断成型圆柱状；
S3、将柱状物颗粒物进行干燥，干燥的温度为160℃，时间为40min，通过进行干燥，有利于对柱状物颗粒物进行定型；
将温度升高到280℃，持续30min，然后将温度升高到410℃，持续45min，最后将温度升高至650℃，持续50min；
S5、进行活化，将柱状物颗粒物置于活化炉中，通入水蒸气进行活化，温度为1000℃，时间为2h，得到柱状活性炭，基于碳源与水蒸汽反应活性差异、活化剂升华造孔双重孔径调控技术，制备的活性炭中孔分布宽，乳酸脱色性能好，柱状活性炭强度高，可循环使用，再生过程碳损失少，煤质柱状活性炭的总孔容≥0.65ml/g,平均孔径5-10nm，强度为91.2-94.2％。
在步骤S2中进行原料进行混合时，包括以下步骤：
A1、将首先根据原料的密度，将密度最小的物料放置在搅拌机的底部，根据密度的增大依次放置；
A2、通过采用启动搅拌机进行搅拌，搅拌的时间为10min，搅拌的速度为5r/s。
所述搅拌机为螺旋搅拌机，由于原料密度的不同，会导致密度大原料发生沉底的情况，通过采用螺旋搅拌机对上下原料进行运输搅拌，同时根据原料的密度进行分层放置保证了原料混合均匀。
在步骤S5中进行水蒸气供应时，压供应压力为0.043MPa，避免没有反应的蒸汽随着烟气排出，带走热量，防止了活化炉温度下降。
在步骤S5中，得到柱状活性炭后，通过过滤筛将活性碳中的灰尘颗粒物进行筛除。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种乳酸脱色用煤质柱状活性炭，其特征在于，由以下成分组成：煤沥青15-20份、生物质颗粒30-40份、活化剂5-8份、煤60-80份。
2.根据权利要求1所述的一种乳酸脱色用煤质柱状活性炭，其特征在于，其中活化剂为碳酸钾、氯化锌、磷酸中的一种或多种组成。
3.根据权利要求1或2所述的一种乳酸脱色用煤质柱状活性炭的生产工艺，其特征在于,包括以下步骤：
S1、进行备料，煤沥青采用固态的煤沥青，然后将生物质颗粒、煤进行粉碎、煤沥青进行分开粉碎，粉碎后通过300-400目筛，将没有粉碎完全的继续粉碎；
S2、将粉碎筛选好的粉末中加入活化剂进行混合，然后投入到挤压成型机中，挤压呈圆柱长条状，进行剪断成型圆柱状；
S3、将柱状物颗粒物进行干燥，干燥的温度为155-160℃，时间为30-40min；
S4、进行碳化，柱状物颗粒物放入到碳化炉中，将温度升高到270-280℃，持续20-30min，然后将温度升高到406-410℃，持续30-45min，最后将温度升高至620-650℃，持续40-50min；
S5、进行活化，将柱状物颗粒物置于活化炉中，通入水蒸气进行活化，温度为900-1000℃，时间为1-2h，得到柱状活性炭。
4.根据权利要求3所述的一种乳酸脱色用煤质柱状活性炭的生产工艺，其特征在于，在步骤S2中进行原料进行混合时，包括以下步骤：
A1、将首先根据原料的密度，将密度最小的物料放置在搅拌机的底部，根据密度的增大依次放置；
A2、通过采用启动搅拌机进行搅拌，搅拌的时间为5-10min，搅拌的速度为5r/s。
5.根据权利要求4所述的一种乳酸脱色用煤质柱状活性炭的生产工艺，其特征在于，所述搅拌机为螺旋搅拌机。
6.根据权利要求3所述的一种乳酸脱色用煤质柱状活性炭的生产工艺，其特征在于，在步骤S5中进行水蒸气供应时，压供应压力为0.038-0.043MPa，避免没有反应的蒸汽随着烟气排出，带走热量，防止了活化炉温度下降。
7.根据权利要求3所述的一种乳酸脱色用煤质柱状活性炭的生产工艺，其特征在于，所述煤采用无烟煤。
8.根据权利要求3所述的一种乳酸脱色用煤质柱状活性炭的生产工艺，其特征在于，在步骤S5中，得到柱状活性炭后，通过过滤筛将活性碳中的灰尘颗粒物进行筛除。
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- 2022-09-20 CN CN202211140475.1A patent/CN115367749A/zh active Pending
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