1.一種電容去離子設備專用活性炭電極塊的制備方法,其特征在于所述方法為:
取活性炭、粘結劑、碳纖維、膨脹石墨粉、導電碳黑為原料,經過混合、成型、焙燒、機械加工、活化,制得所述電容去離子設備專用活性炭電極塊;
所述活性炭、粘結劑、碳纖維、膨脹石墨粉、導電碳黑的質量分數為活性炭粉末60~90%,粘結劑8~25%,碳纖維0.5~2.5%、膨脹石墨1~10%、導電炭黑2~10%。
2.如權利要求1所述的方法,其特征在于所述方法包括以下步驟:
(1)取活性炭、粘結劑、碳纖維、膨脹石墨粉、導電碳黑為原料,經過混合工藝得到糊料,所述混合工藝為混捏工藝或溶解后濕混工藝;
(2)糊料經過成型工藝,制得固定形狀的生胚,所述成型工藝采用模壓、擠壓、振動成型或等靜壓成型工藝;
(3)固定形狀的生胚經過高溫焙燒,使生坯中的粘結劑炭化,得到電極塊初產品;所述焙燒溫度為850~1250℃;
(4)焙燒后的電極塊初產品進行機械加工,所述的機械加工在切削機床中進行,采用切削加工,根據電極需要的尺寸、形狀、精度制成待活化電極;
(5)待活化電極進行活化工藝,制得所述電容去離子設備專用活性炭電極塊。
3.如權利要求1所述的方法,其特征在于所述的粘結劑為煤瀝青、腐植酸鈉鹽、聚乙烯毗咯烷酮、羥甲基纖維素鈉、酚醛樹脂或聚乙烯醇縮丁醛中的一種或兩種以上。
4.如權利要求2所述的方法,其特征在于所述步驟(1)中,所述混合工藝按不同粘結劑采用不同的混合方法,所述粘結劑為煤瀝青、酚醛樹脂、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯醇縮丁醛時,采用混捏工藝進行混合;所述混捏工藝包括干混和濕混;其中干混先將除粘結劑以外的干料顆粒加入混捏機,常溫下中進行干混,干混時間為20~35min;然后再往混捏機中加入粘結劑,進行濕混,濕混時長為40~55min,操作溫度高于粘結劑軟化點50~80℃,且不能超過粘結劑的碳化溫度;所述粘結劑為腐植酸鈉鹽、羥甲基纖維素鈉或酚醛樹脂時,采用溶解后濕混工藝進行混合,即先將所述粘結劑用溶劑溶解,然后與與除粘結劑以外的干料顆粒用攪拌機進行混合。
5.如權利要求2所述的方法,其特征在于所述步驟(2)中,所述成型工藝選用擠壓或等靜壓成型方式;所述擠壓工藝為:將步驟(1)得到的糊料冷卻至90~120℃)后,依次進行裝料、預壓和擠壓三個過程;所述裝料工藝是分2~3次下料,然后4~10MPa壓實;所述預壓工藝為:壓力20~25MPa,時間3~5min,同時抽真空,進行脫氣;所述擠壓工藝為:壓力為5~15MPa,制得棒狀或塊狀成型生胚;
所述等靜壓工藝為:將步驟(1)得到的糊料,冷卻至90~120℃后,填充到橡膠模具中,通過高頻電磁振動,使得壓粉得到密實,密封后進行抽真空,排出粉末顆粒間的空氣;然后將橡膠模具放入裝有水或油等液體介質的高壓容器中,加壓到100~200MPa,保壓時間10~20min,壓制成圓柱形或長方體形的成型生胚。
6.如權利要求2所述的方法,其特征在于所述步驟(3)中,所述的高溫焙燒在惰性氣氛、氨氣氣氛、水蒸氣中的一種或兩者以上的混合氣氛下進行,焙燒工藝為:將成型生胚進行預碳化處理,在電爐內以2℃/min的升溫速度,升溫到800~900℃,并且保溫1~2小時;然后進行高溫焙燒,焙燒時長為1~2小時,溫度為850~1250℃;高溫焙燒使生坯中的粘結劑炭化,得到電極塊初產品。
7.如權利要求2所述的方法,其特征在于所述步驟(5)中,所述的活化工藝為:先在活化爐中進行物理活化法,采用水蒸氣或CO2氣體活化,活化溫度800~900℃,活化時長1~2小時;然后,再進行化學活化,化學活化法是將電極浸入活化劑水溶液中,在80℃溫度下浸泡5~7小時,然后取出電極,放入電爐中,在氮氣或氬氣氣氛中,在450℃活化1~2小時,最后,用去離子水進行洗滌,直至洗滌液的pH為6~7;所述活化劑溶液是質量分數40%的磷酸溶液、質量分數為110%的氫氧化鉀溶液、質量分數25%的氯化鋅溶液或質量分數8%的硝酸中的一種。
8.如權利要求1~7之一所述的方法制備得到的電容去離子設備專用活性炭電極塊。
9.如權利要求8所述的電容去離子設備專用活性炭電極塊在制備電容去離子裝置中的應用。