一種木質煤基成型活性炭的生產方法
【專利摘要】本發明是一種木質煤基成型活性炭的方法，包括，（1）將木屑和煤粉按比例混合，在磷酸溶液中浸漬后取出，放入油浴鍋內，塑化至混合物顏色由棕色變成黑色，并產生較大的粘性時，結束塑化，得到塑化產物；（2）將得到的塑化產物快速轉移到模具上，在液壓機上成型，將壓制得到的炭質前驅成型物放在干燥箱內進行緩慢恒溫干燥、硬化；（3）將制備得到的成型炭質前驅體，在活化爐內進行炭化和活化，制得木質煤基成型活性炭。優點：克服了傳統工藝須添加膠黏劑所帶來的污染、高成本、運輸及保管困難、穩定性差、相容性差、工藝復雜等缺陷；本發明利用木屑起到類似膠黏劑作用，用部分木屑代替煤粉，降低煤粉資源消耗量。
【專利說明】一種木質煤基成型活性炭的生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及的是一種木質煤基成型活性炭的生產方法，屬于新型活性炭復合制備【技術領域】。
【背景技術】
[0002]活性炭是一種涉及軍事、民用和工業眾多領域的重要材料，煤基活性炭是目前國內外產量最大的活性炭產品。煤基成型活性炭的制備工藝流程，一般是:原料煤先破碎磨粉再與黏結劑混合，通過成型設備進行成型，成型料再炭化、活化。常用的黏結劑為:煤焦油、煤浙青和石油浙青。這些膠黏劑的使用一方面增加了生產成本，且存在一些問題。如煤焦油污染大、成本高、保溫操作、運輸及保管困難；煤浙青穩定性差，有毒有臭味；石油浙青與煤相容性不佳。這些制備方法存在膠黏劑使用成本問題。
【發明內容】
[0003]本發明提出的是一種木質煤基成型活性炭的生產方法，其目的旨在不添加膠黏劑，用生物質木屑起到膠黏劑作用，同時降低煤粉消耗量的條件下制備木質煤基成型活性炭，解決傳統制備方法中存在的膠黏劑使用成本、煤能源不可再生等問題。
[0004]本發明的技術解決方案:一種木質煤基成型活性炭的方法，其特征在于:該方法包括如下工藝步驟:
(1)將木屑和煤粉按比例混合，在質量濃度30%~50%的磷酸溶液中浸潰后取出，放入油浴鍋內，15(T190°C下塑化至混 合物顏色由棕色變成黑色，并產生粘度約為1.5Pa.s的粘性時，結束塑化，得到塑化產物；
(2)將得到的塑化產物快速轉移到模具上，在液壓機30MPa壓力下成型，將壓制得到的炭質前驅成型物放在干燥箱(溫度8(TlO(TC)內進行緩慢恒溫干燥Ih左右、硬化；
(3)將制備得到的成型炭質前驅體，在活化爐內進行炭化(炭化溫度30(T500°C，炭化時間f2h)和活化(活化溫度40(T60(TC，活化時間I~3 h)，制得木質煤基成型活性炭，活性炭直徑3mm，長度10-20mm，強度為80%~90%不是強度單位。【解釋:參照國標《GB/T12496.6木質活性炭試驗方法》中強度的測定方法】
本發明的優點:傳統的煤基成型活性炭的制備工藝流程，添加膠黏劑存在污染大、成本高、保溫操作、運輸及保管困難、穩定性差、有毒有臭味、相容性不佳等問題，且增加了工藝復雜程度和生產成本。煤粉是不可再生能源，木屑屬于可再生能源，用部分木屑代替煤粉，降低煤粉資源消耗量，從能源角度看具有現實意義。本發明有效解決了膠黏劑使用問題，且降低了煤粉消耗量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0005]附圖1是本發明的工藝流程圖。【具體實施方式】
[0006]如附圖所示，一種木質煤基成型活性炭的方法，包括如下工藝步驟:
(1)將木屑和煤粉按比例混合，在質量濃度30%~50%的磷酸溶液中浸潰后取出，放入油浴鍋內，15(T190°C下塑化至混合物顏色由棕色變成黑色，并產生粘度約為1.5Pa.s的粘性時，結束塑化，得到塑化產物；
(2)將得到的塑化產物快速轉移到模具上，在液壓機30MPa壓力下成型，將壓制得到的炭質前驅成型物放在干燥箱(溫度8(TlO(TC )內進行緩慢恒溫干燥Ih左右、硬化；
(3)將制備得到的成型炭質前驅體，在活化爐內進行炭化(炭化溫度30(T500°C，炭化時間f2h)和活化(活化溫度40(T60(TC，活化時間I~3 h)，制得木質煤基成型活性炭，活性炭直徑3mm，長度l(T20mm，強度為80%~90%，80%~90%不是強度單位。【解釋:參照國標《GB/T12496.6木質活性炭試驗方法》中強度的測定方法】
所述的膠黏劑是利用生物質木屑起到的膠黏作用，同時降低煤粉消耗量不添加膠黏劑，不添加膠黏劑。
[0007]所述的制備成型炭質前驅體的工藝參數為:質量濃度為30%~50%的磷酸浸潰，浸潰溫度為5(T70°C，塑化溫度為15(Tl90°C，木屑與煤粉的質量比為I 1:4，木屑與磷酸的質量比為1:1~1:4，成型壓力30MPa。
[0008]所述的木質活性炭和煤基活性炭結合的工藝參數為:浸潰比即磷酸與成型炭質前驅體的質量比為O:廣2:1，活化溫度40(T60(TC，活化時間I tT3 h。
[0009]實施例1
將木屑粉碎至30目、煤粉200目，按質量比1:4混合后在30%磷酸溶液中浸潰完全后，取出于油浴鍋內180°C下塑化至混合物顏色由棕色變成黑色，并產生較大的粘性時，結束塑化，得到塑化產物。將得到的塑化產物快速轉移到模具上，在液壓機上成型。將壓制得到的炭質前驅成型物在干燥箱內進行緩慢恒溫干燥、硬化，測得成型炭質前驅體強度為93%。成型炭質前驅體再送入管式爐內在活化溫度550°C、活化時間2.5 h條件下炭化活化，制備得木質煤基成型活性炭，直徑3mm，長度10-20mm，強度為88%，亞甲基藍吸附值210mg.g'碘吸附值865mg.g'
[0010]木質煤基成型活性炭的性能指標根據具體成型工藝和活化工藝參數加以適當調
難
iF.ο
[0011]實施例2
將木屑粉碎至40目、煤粉200目，按質量比1:3混合后在40%磷酸溶液中浸潰完全后，取出于油浴鍋內190°C下塑化至混合物顏色由棕色變成黑色，并產生較大的粘性時，結束塑化，得到塑化產物。將得到的塑化產物快速轉移到模具上，在液壓機上成型。將壓制得到的炭質前驅成型物在干燥箱內進行緩慢恒溫干燥、硬化，測得成型炭質前驅體強度為91%。成型炭質前驅體再送入管式爐內在活化溫度500°C、活化時間1.5 h條件下炭化活化，制備得木質煤基成型活性炭，直徑3mm，長度10-20mm，強度為87%，亞甲基藍吸附值195mg.g'碘吸附值 825mg.g—1。
[0012]木質煤基成型活性炭的性能指標根據具體成型工藝和活化工藝參數加以適當調
難
iF.0
[0013]實施例3將木屑粉碎至40目、煤粉200目，按質量比1:2混合后在50%磷酸溶液中浸潰完全后，取出于油浴鍋內170°C下塑化至混合物顏色由棕色變成黑色，并產生較大的粘性時，結束塑化，得到塑化產物。將得到的塑化產物快速轉移到模具上，在液壓機上成型。將壓制得到的炭質前驅成型物在干燥箱內進行緩慢恒溫干燥、硬化，測得成型炭質前驅體強度為93%。成型炭質前驅體再送入管式爐內在活化溫度600°C、活化時間2 h條件下炭化活化，制備得木質煤基成型活性炭，直徑3mm，長度10-20mm，強度為84%，亞甲基藍吸附值165mg.g'碘吸附值 795mg.g-1。
[0014]木質煤基成型活性炭的性能指標根據具體成型工藝和活化工藝參數加以適當調M
iF.0·
【權利要求】
1.一種木質煤基成型活性炭的方法，其特征在于:該方法包括如下工藝步驟: (1)將木屑和煤粉按比例混合，在質量濃度30%~50%的磷酸溶液中浸潰后取出，放入油浴鍋內，15(T190°C下塑化至混合物顏色由棕色變成黑色，并產生粘度為1.5Pa.s的粘性時，結束塑化，得到塑化產物； (2)將得到的塑化產物快速轉移到模具上，在液壓機30MPa壓力下成型，將壓制得到的炭質前驅成型物放在溫度8(T10(TC的干燥箱內進行緩慢恒溫干燥lh、硬化； (3)將制備得到的成型炭質前驅體，在活化爐內進行炭化，炭化溫度30(T50(TC，炭化時間l~2h，活化溫度40(T60(TC，活化時間Ih，制得木質煤基成型活性炭，活性炭直徑3mm,長度 10_20mm。
2.根據權利要求1所述的一種木質煤基成型活性炭清潔的生產方法，其特征在于:所述的膠黏劑是利用木屑起到類似膠黏劑作用，同時降低煤粉消耗量。
3.根據權利要求2所述的一種木質煤基成型活性炭的生產方法，其特征在于:所述的制備成型炭質前驅體的工藝參數為:質量濃度為30%~50%的磷酸浸潰，浸潰溫度為5(T70°C，塑化溫度為15(T190°C，木屑與煤粉的質量比為1:f 1:4，木屑與磷酸的質量比為1:1~1:4，成型壓力30MPa。
4.根據權利要求1所述的一種木質煤基成型活性炭的生產方法，其特征在于:所述的木質活性炭和煤基活性炭結合的工藝參數為:浸潰比即磷酸與成型炭質前驅體的質量比為O:1~2:1，活化溫度40(T60( TC，活化時間I~3 h。
【文檔編號】C01B31/08GK103588200SQ201310543355
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月6日 優先權日:2013年11月6日
【發明者】周建斌, 陸永玉, 陳登宇, 王戀, 李菲菲, 張偉 申請人:南京林業大學