专利名称：一种木质颗粒状溶剂回收用活性炭的制造方法
技术领域：
本发明一种木质颗粒状溶剂回收用活性炭制造方法涉及无机化学技术领域，具体的是属于一种活性炭的制造技术，其中包括活性剂使用和造粒成型等。
背景技术：
几乎所有含碳材料都可用来生产活性炭，如有称为木质活性炭、果壳活性炭和煤质活性炭等。制造活性炭的关键工艺是活化，由于所用活化剂的不同，可分为有用氯化锌或磷酸等化学品为活化剂的化学品活化法，还有另一类用水蒸气或二氧化碳等为活化剂的气体活化法。前者可简称化学活化法，后者又简称为物理活化法，这两类活化过程都各自发生质的变化，都是化学变化的过程。磷酸活化法如下，炭化的或未炭化的含碳物作起始原料，例如将研细的锯屑和磷酸混成浆状，在转炉中干燥，加热到400℃～600℃。萃取回收磷酸，有时中和后回收磷酸盐，干燥得活性炭。也可采用磷酸和水蒸汽联合活化法。物理法活化如下，先将原料炭化后，以水蒸气作活化剂，反应温度约1000℃，生成活性炭。如果选择硬果壳、硬果核，以及硬质木材为上述物理法的原料，那么可以将生成的活性炭破碎筛选，就成不定型的颗粒状活性炭产品。由于粉状炭有粉尘之弊病也不可用于气相，而从粉状活性炭制造粒状活性炭又缺少商业价值，因此要进一步开发粒状活性炭的制造方法。制造木质颗粒炭方法如下，原料为木炭。先将原料磨成细粉和一定比例的粘合剂在加热的混浆机混捏，然后在挤压机中挤压成型，为截面≥1毫米的粗绳状，干燥后切成等轴粒状物，然后炭化，最后气体活化而得粒状活性炭。粘合剂可采用木焦油，木素磺酸或酚类和醛类混合物或其缩合物。(上述内容见郏其庚主编的《活性炭的应用》，华东理工大学出版社，2002年3月第1版。第12页、第13页、第14页、第17页、第23页、第150页)问题是采用上述方法，只能生产吸附和脱附指标不高的木质颗粒状活性炭。
发明内容
鉴此，本发明提出一种木质颗粒状溶剂回收用活性炭制造方法，其所要解决的技术问题是不用木炭或果壳果核而要用木屑或其他含纤维素半纤维素的农林产品的废弃物作原料，要相应地改变和综合原有制造工艺而发展出一种新的制造方法，并藉此能够制造出溶剂回收技术性能卓越的一种新型的木质颗粒活性炭。本发明的技术方案如下，按工艺程序即先行用化学活化剂例如氯化锌溶液或磷酸对上述原料进行浸泡，浸泡时间不超过24小时，浸泡最高温度即塑化温度不超过200℃。活化剂浓度在30Be至60Be之间，氯化锌溶液浓度还可更高一些。浸泡后原料变软变粘，能软化、塑化，有弹性和可塑性。然后进入混捏机中混捏成面团状，继而进挤压机成型如可为颗粒状，其直径一般在0.5毫米至10.0毫米之间。也可以是圆柱形、球形或者是其他异形状，如片状物。这种颗粒状或其他形状的半成品再经常规方法即干燥、炭化、化学活化、回收活化剂、除杂、烘干、筛选和包装，就是最终产成品。有时，在混捏阶段，也可加入粘合剂如木素磺酸盐之类，以增加最终产成品的硬度或比重；也可加入一些粉状活性炭，以调整干湿度有利挤压成型，但更重要的是可以改变最终产品的性能，以适应吸附各种不同的溶剂。本发明对比现有技术由于采用了在炭化之前先行对木屑等原料中纤维素、半纤维素、物质起部分水介解聚作用，水解出的糖类物质还起到一种粘结剂作用并可利用，这样从干燥炭化一直到后续工艺其对象是不一样的。因此用本发明制造出来的样品经用符合国家标准《木质活性炭试验方法》GB/T12496.1～12496.22-1999的条件进行自检表明，硬度在90～98之间、苯吸附在30-100之间、四氯化碳吸附值在60～100之间，脱附速度很快且达到100％脱附，各项指标均优于现有技术生产的活性炭。另外根据一次内部正式测试表明，本发明颗粒炭样品与国外某型溶剂回收炭进行对比出表现良好。现将对比公开如下。
国外某样品 本发明样品① 本发明样品②苯％81.8 88.3103.32碘mg/g≥929 961.9灰分17.4 11.518.4强度％ 94.5 92.691.67表观密度g/ml34 32 29.6丁烷35.4 35.9汽油 68.48四氯化碳吸附率％ 102.3具体实施方式
第一种方式取干燥硬木屑，水份在25％以下，筛选后取其中8-20目的粒度。用波美40度的磷酸溶液浸泡，慢慢升高温度到180℃，时间大约10小时。取出酸料在混捏机中混捏，此时再加进一些木素磺酸盐(经酸化处理)及活性炭粉。上述三种物质木屑、木素、炭粉的比例是1∶1∶1，即各三分之一。混捏后在螺旋挤压机中连续挤压，压条经干燥后再投入回转炉中炭化和活化，然后洗出磷酸溶液，去掉其它混什物、烘干、筛选后得到产品。
产品的质量Ф直径0.2毫米苯吸附率％104.5碘mg/g961.9 强度％92.6丁烷吸附％36.9第二种方式取干燥杉木屑，水份在25％以下，筛选后取其中8-20目的粒度，用波美50Be的氯化锌溶液浸泡，慢慢升高温度到130℃，时间大约2个小时。取出锌料在混捏机混捏，此时再加进一些木素磺酸盐(经酸化处理)及活性炭粉，其中木屑、木素磺酸盐、炭粉的比例为2∶1∶1，其余方法与上述第一种方式相同。
产品的质量Ф直径0.2毫米 苯吸附率％164.4碘mg/g1040.8 强度％93.0丁烷吸附％41.权利要求
1.一种木质颗粒状溶剂回收用活性炭的制造方法，包括有依次下列工艺程序，原料选择，原料预处理以及对处理后物料加粘合剂、木素磺酸进行混捏，挤压成型，继而常规化程序即炭化活化而制成活性炭，其特征是(1)所述的原料选择为锯木屑或其他含纤维素半纤维素的农林产品的废弃物；(2)所述的原料预处理为将上述原料放在化学活化剂如磷酸或氯化锌的溶液中进行浸泡，活化剂浓度在30Be至60Be之间，浸泡最高温度即塑化温度不超过200℃，浸泡时间不超过24小时；(3)所述在进行混捏工序时，可加入粉状活性炭；(4)所述的挤压成型为颗粒状，其直径为0.5毫米至10.0毫米之间。
2.根据权利要求所述的一种木质颗粒状溶剂回收炭的制造方法，其特征是挤压成型也可以类似颗粒状，如圆柱形、球形；还可以是其他异形状。
全文摘要
本发明一种木质颗粒状溶剂回收用活性炭的制造方法涉及无机化学技术领域,属于一种活性炭的制造技术。本发明采用锯屑或农林产品的废弃物为原料,并先行对原料用活化剂如磷酸进行浸泡,浸泡温度在100℃至200℃之间,活化剂浓度在30Be至60Be之间,原料变软变粘之后进行混捏继而挤压成颗粒状半成品。然后对该半成品经常规方法进行干燥、炭化、化学活化、回收活化剂、除杂、烘干、筛选和包装就得到最终产品。该产品经自检和内部检测表明,溶剂回收性能良好,可与国外某型号溶剂回收炭相比。尤其具有脱附速度快并达100%脱附这一性能。本发明可在活性炭工厂使用,本发明所得的产品也可用于溶剂回收的各个应用领域。
文档编号C01B31/00GK1385368SQ0212297
公开日2002年12月18日 申请日期2002年6月14日 优先权日2002年6月14日
发明者郑国炉 申请人:郑国炉