专利名称：以茶叶加工下脚料为原料制备活性炭的方法
技术领域：
本发明涉及活性炭的制备方法，特别是涉及一种以生产茶叶的下脚料为原料制备活性炭的方法。
背景技术：
活性炭被广泛应用于石油、医药、化工、食品、国防工业、安全防护、环境保护等领域。据粗略统计，全国活性炭年产量达25万吨以上，制造活性炭的原料也多种多样，有木质、煤质、果壳等。虽然木质原料生产的活性炭与其它原料生产的活性炭相比具有四大优点总孔容积大，比表面积大，反应活性大，杂质少，但以牺牲森林资源和破坏环境为代价生产活性炭，已不能适合社会可持续发展的需要。
为保护森林资源，改善环境质量，国家已明文规定，严禁乱砍乱伐森林，因此木质活性炭的原料日渐贫乏。为此，必须寻找活性炭生产的替代原料，而在我国东部、中部、西南及华南广大地区，茶叶生产资源都相当丰富，茶叶生产中每年都伴有大量的下脚料，这些下角料由于不能再用来制茶，因此目前多用作肥料。然而，我们通过大量实验研究发现，生产茶叶的下脚料却是生产活性炭的好原料，用它生产的活性炭具有孔容大、比表面积大、活性高、杂质少的特点，其质量比传统木质原料生产的活性炭的吸附性能更好。如果加以开发利用，不但可制得优质活性炭，而且具有较好的经济效益和社会效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种由生产茶叶的下脚料为原料制备活性炭的方法。该方法有效解决了以木质为原料制备活性炭所造成的森林资源的破坏，且以该方法所生产的活性炭具有孔容大、比表面积大、活性高、杂质少、吸附性能高的特点。
本发明的目的是通过实施如下的技术方案来实现的。
以茶叶加工下脚料为原料制备活性炭的方法，其特征在于包括如下工艺步骤A、原料筛选或原料成型将原料切碎，过目筛，去除杂物后选取≤0.5cm×lcm的原料作为物料；或者将前述筛选出的物料先干燥到含水量小于20％，再经成型设备挤压成型后备用；所述成型设备选用螺旋挤出机或液压挤压机。
B、炭化将经步骤A筛选或成型后的物料置于炭化炉中，并于200～600℃的温度下，每吨干馏2～4小时，至炭化程度达到70～90％时经挤压成型得炭化料；所述干馏的最佳温度范围为300～450℃。
本发明在进行步骤B之前，还可增加一步工序，即将经步骤A得到的物料用磷酸和双氧水的混合溶液进行浸渍处理，其中相对每吨物料，磷酸的量为50～100Kg，双氧水的量为3～20Kg。
C、活化将步骤B制得的炭化料放入活化炉中，用过热蒸汽于400～850℃的温度下每吨活化2～4小时得活化料；所述炭化料的最佳活化温度为400～600℃。
所述炭化炉或活化炉选用平板炉、回转炉、隧道炉、立式炉、双排炉或焖烧炉。
D、后处理将步骤C制得的活化料经破碎、水洗、干燥或在水洗之前先酸洗、再经水洗和干燥后即得到活性炭，所得活性炭经分级过筛或研磨处理后，进一步分别制得不定型颗粒活性炭和粉状活性炭。
所述活性炭的产率为12.5～25％。
经检测，本发明所制得的活性炭的各项技术参数如下对0.15亚甲基兰脱色力 120ml/g～300ml/g焦糖脱色力 100～130％碘值 1000mg/g～1400mg/g比表面积 1000cm2/g～2000cm2/g总孔容积 0.55cm3/g～1.25cm3/g总铁含量 ≤0.05％灰份 ≤3.5％强度 80～95％pH4～9本发明的优点在于本发明有效解决了以木质为原料制备活性炭所造成的森林资源的破坏，且以该方法所制出的活性炭不但具有木质活性炭所有的优点，而且在同等工艺条件下，其脱色力可提高20％以上，同时还具有孔容更高、比表面积更大和杂质含量更低的特点，尤为重要的是开发出了制造优质活性炭的新原料，更合理地利用了资源。
具体实施例方式
实施例1一种以茶叶加工下脚料为原料制备活性炭的方法，其特征在于包如下工艺步骤A、原料筛选选取茶叶加工下脚料10吨，切碎，过目筛，筛选出碎渣，得到≤0.5cm×1cm的物料9.5吨。
B、炭化将筛选好的物料加入到立式炭化炉中，每次加料500Kg，每小时出料一次，边出料边加料，并于450℃的温度下干馏炭化20小时，得炭化料2.95吨，测得的技术参数如下挥发份24.0％、灰份1.8％、水份2.60％、固定炭71.60％。
C、活化将制得的2.95吨炭化料放入回转式活化炉中，用过热蒸汽于760℃的温度下活化14小时得活化料。
D、后处理将制得的活化料经破碎、水洗、干燥即得到活性炭918Kg；再将所制得的活性炭经分级筛选得到粒度为8×30目的颗粒活性炭750Kg，筛下物168Kg；再将168Kg筛下物经进一步水洗、烘干后研磨得粉状活性炭158Kg。
经检测，所得不定型颗粒活性炭的技术参数如下碘值1148.5mg/g对0.15亚甲基兰脱色力195ml/g比表面积1465cm2/g总孔容积0.75cm3/g(其中中孔容积0.45cm3/g)总铁含量0.04％灰份2.50％强度85％pH值9所得粉状活性炭的技术参数如下
对0.15亚甲基兰脱色力 210ml/g比表面积 1530cm2/g总铁含量 0.016％灰份 2.10％pH值 6实施例2一种以茶叶加工下脚料为原料制备活性炭的方法，其特征在于包括如下工艺步骤A、原料定型及浸渍将原料切碎，过目筛，去除碎渣后选取≤0.5cm×1cm的原料作为物料，同时将其干燥到含水量小于20％，取处理好的物料1吨，加入20Kg双氧水和80Kg磷酸混合液浸渍12小时。
B、炭化将浸渍过的物料放进平板式炭化炉中，并于280～300℃的温度下干馏炭化60分钟得炭化料。
C、活化将制得的炭化料放入双排式活化炉中，先用过热蒸汽于450℃的温度下活化3小时得活化料，随即再将活化料放入回收池，加热水溶解活化料中的残留磷酸，回收磷酸，直至池中活化料中不含磷酸。
D、后处理将已去除磷酸的活化料移入漂洗池，用热水漂洗6次，然后烘干、研磨，得粉状活性炭200Kg。
经检测，所得粉状活性炭的技术参数如下对0.15甲基兰脱色力270ml/g总铁含量 0.030％灰份 3.20％pH值 4.2。
权利要求
1.以茶叶加工下脚料为原料制备活性炭的方法，其特征在于包括如下工艺步骤如下A、原料筛选或原料成型将原料切碎过筛，去除杂物后选取≤0.5cm×1cm的原料作为物料；或者将前述筛选出的物料先干燥到含水量小于20％，再经成型设备挤压成型后备用；B、炭化将经步骤A筛选或成型后的物料置于炭化炉中，并于200～600℃的温度下，每吨干馏2～4小时，至炭化程度达到70～90％时经挤压成型得炭化料；C、活化将步骤B制得的炭化料放入活化炉中，用过热蒸汽于400～850℃的温度下每吨活化2～4小时得活化料；D、后处理将步骤C制得的活化料经破碎、水洗、干燥或在水洗之前先酸洗、再经水洗和干燥后即得到活性炭，所得活性炭经分级过筛或研磨处理后，进一步分别制得不定型颗粒活性炭和粉状活性炭。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述成型设备选用螺旋挤出机或液压挤压机。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于在进行步骤B之前，增加的一步工序为将经步骤A得到的物料用磷酸和双氧水的混合溶液进行浸渍处理，其中相对每吨物料，磷酸的量为50～100Kg，双氧水的量为3～20Kg。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述炭化料的活化温度为400～600℃。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述炭化炉或活化炉选用平板炉、回转炉、隧道炉、立式炉、双排炉或焖烧炉。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述干馏的温度范围为300～450℃。
全文摘要
本发明公开了一种由生产茶叶的下脚料为原料制备活性炭的方法，包括如下工艺步骤原料筛选或原料成型、炭化、活化及后处理；本发明有效解决了以木质为原料制备活性炭所造成的森林资源的破坏，且以该方法所制出的活性炭不但具有木质活性炭所有的优点，而且在同等工艺条件下，其脱色力可提高20％以上，同时还具有孔容更高、比表面积更大和杂质含量更低的特点，尤为重要的是开发出了制造优质活性炭的新原料，更合理地利用了资源。
文档编号C01B31/00GK1724348SQ200510021238
公开日2006年1月25日 申请日期2005年7月11日 优先权日2005年7月11日
发明者高逸, 林琳 申请人:高逸, 林琳