CN1178853C - 一种制备活性炭的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制备活性炭的方法，目的是提供一种产率较高，得到的产品在强度、气体分离性能和吸附性能均较好的活性炭生产方法，本发明制备活性炭的方法，包括对含炭原料的破碎、混合、炭化和在活化介质存在下的活化步骤，最后得到活性炭，所述炭化过程是在加压条件下进行的。炭化过程的压力范围是0.2-15Mpa，其炭化升温速度为2℃-8℃/分钟，终止温度为400℃-650℃。活化过程的压力范围是0.2-10Mpa，其温度为650℃-1000℃。用本发明的方法可以得到高档的烟气脱硫活性炭、气体净化活性炭、水处理用活性炭、溶剂回收用活性炭、汽车用过滤活性炭或气体分离用活性炭。

Description

一种制备活性炭的方法
技术领域
本发明涉及一种制备活性炭的方法。
背景技术
活性炭是一种很重要的工业产品，用途十分广泛。目前，活性炭的生产方法主要有物理活化法和化学活化法两种。化学活化法是用ZnCl2、KOH等化学药剂做活化剂，在500-700℃、常压条件下活化含炭物质制备活性炭，由于这种方法环境污染严重，所以近年来很少采用；物理活化法是把含炭材料在常压条件下炭化，然后用水蒸汽作活化剂，在常压、700-1000℃高温条件下水蒸汽与碳发生活化化学反应，制造生产活性炭，其生产工艺流程见附图1。
发明内容
本发明的目的是提供一种产率较高，得到的产品在强度、气体分离性能和吸附性能方面均较好的活性炭生产方法。
一种制备活性炭的方法，包括对含炭原料的破碎、混合、炭化和在活化介质存在下的活化步骤，最后得到活性炭，所述炭化过程是在0.2-15Mpa压力条件下进行的，其终止温度为400-650℃。
所述炭化过程的升温速度一般为2-8℃/分钟。
所述活化过程可以加压，也可以不加压，在加压的情况下压力范围一般选择在0.2-10Mpa，其温度为650-1000℃。
所述活化过程中的活化介质一般选择水蒸气、二氧化碳、烟气或氧气中的一种或几种，其中活化介质与炭的比例优选的是1∶4-20。
所述含炭原料为烟煤、无烟煤、褐煤、木材、果壳中的一种或几种。
利用上述方法得到的活性炭可以是烟气脱硫用活性炭、气体净化用活性炭、水处理用活性炭、溶剂回收用活性炭、汽车用活性炭或气体分离用活性炭。
由于炭化、活化过程在加压条件下进行，改变了反应机理、提高了反应速度，从而改善提高了活性炭气体分离性能、吸附性能和强度等物理性能，并且提高了活性炭产率，炭化收率可达72％-88％，活化收率可达30％-50％。
本发明生产活性炭的方法和传统物理活化法制备活性炭相比具有以下特点：
1、活性炭产品吸附能力和脱硫能力提高了10％-30％。
2、活性炭产品孔径分布均匀度提高，气体分离能力增强。
3、活性炭堆比重、机械强度提高，使用寿命延长。
4、活性炭产品收率提高了2％-15％。
用本发明的方法制备的活性炭主要吸附性能和物理性如表1所示。
               表1：用本发明方法制备的活性炭产品性能
名称                                 指标
四氯化炭吸附值(％)                   80-110
亚甲兰(％)                           220-300
碘值(mg/g)                           1050-1200
SO2吸附容量(mg/g)                   ＞80
氧氮分离系数                         12-30
比表面(m2/g)                        1000-1600
堆比重(g/L)                          450-550
强度(％)                             ＞95
从表1的数据可以看出，用本发明的方法制备的活性炭产品是用传统物理活化法难以生产的一种高档活性炭产品。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为物理活化法生产活性炭的生产工艺流程图。
具体实施方式
实施例1：
将烟煤与褐煤的混合物破碎到2-6mm，在加压条件下炭化，炭化终温650℃，炭化压力1Mpa；然后活化，活化工艺条件是活化温度800℃，活化介质为水蒸汽，水蒸汽和炭的比是1∶10，活化压力6Mpa，制备的活性炭产品性能如下：
碘值(mg/g)             1150-1250
亚甲兰(mg/g)           260-330
四氯化炭(％)           80％-100％
SO2吸附容量(mg/g)          ＞80
氧氮分离系数                12-16
比表面(m2/g)               1200
堆比重(g/L)                 400-500
强度(％)                    90-98％
实施例2
将烟煤破碎磨粉，加焦油搅拌挤压成型，然后在加压条件下炭化，炭化终温420℃，炭化压力5Mpa；然后活化，活化工艺条件是活化温度900℃，活化介质为水蒸汽和二氧化碳的混合物，活化介质和炭的比是1∶12，活化压力4Mpa，制备的活性炭产品性能如下：
碘值(mg/g)              1050-1250
亚甲兰(mg/g)            200-330
四氯化炭(％)            80％-100％
氧氮分离系数            14-24
比表面(m2/g)           1200-1600
堆比重(g/L)             400-500
强度(％)                92-98％
实施例3
将花生壳、椰壳和杏核壳破碎到4-20mm，在加压条件下炭化，炭化终温550℃，炭化压力13Mpa；然后在常压下进行活化，活化温度650℃，活化介质为氧气，氧气和炭的比例是1∶8，制备的活性炭产品性能如下：
碘值(mg/g)                1150-1250
亚甲兰(mg/g)              200-360
四氯化炭(％)              80％-110％
氧氮分离系数              16-25
比表面(m2/g)             1000-1600
堆比重(g/L)               400-480
强度(％)                   94-98％
实施例4
将无烟煤破碎到2-6mm，在常压下进行炭化，炭化终温650℃，然后活化，活化工艺条件是活化温度1000℃，活化介质为水蒸汽，水蒸汽和炭的重量比是1∶18，活化压力10Mpa，制备的活性炭产品性能如下：
碘值(mg/g)               100-1150
亚甲兰(mg/g)             180-260
四氯化炭(％)             60％-110％
氧氮分离系数             8-15
比表面(m2/g)            1000-1600
堆比重(g/L)              400-480
强度(％)                 84-93％

Claims (7)

1、一种制备活性炭的方法，包括对含炭原料的破碎、混合、炭化和在活化介质存在下的活化步骤，最后得到活性炭，其特征在于：所述炭化过程是在0.2-15Mpa压力条件下进行的，其终止温度为400-650℃。
2、根据权利要求1所述的一种制备活性炭的方法，其特征在于：所述活化过程是在加压条件下进行的，所述压力范围是0.2-10Mpa。
3、根据权利要求1或2所述的一种制备活性炭的方法，其特征在于：所述活化过程的温度为650-1000℃。
4、根据权利要求1或2所述的一种制备活性炭的方法，其特征在于：所述活化过程中的活化介质为水蒸气、二氧化碳、烟气、氧气中的一种或几种。
5、根据权利要求1或2所述的一种制备活性炭的方法，其特征在于：所述活化介质与炭的比例是1∶4-20。
6、根据权利要求4所述的一种制备活性炭的方法，其特征在于：所述活化介质与炭的比例是1∶4-20。
7、根据权利要求1或2所述的一种制备活性炭的方法，其特征在于：所述含炭原料为烟煤、无烟煤、褐煤、木材、果壳中的一种或几种。
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