专利名称：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。
一种制备活性炭的方法，包括对含炭原料的预处理，炭化和在活化剂存在下的活化步骤，最后得到活性炭，所述炭化和活化过程至少有一个是在加压条件下进行的。
所述炭化过程的压力范围是0.2-15Mpa，其炭化升温速度为2-8℃，终止温度为400-650℃。
所述活化过程的压力范围是0.2-10Mpa，其温度为650-1000℃。
所述活化过程中的活化介质为水蒸气、二氧化碳、烟气或氧气中的一种或几种，其中活化介质与碳的比例优选的是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) 1050-1200SO2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。
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％
权利要求
1.一种制备活性炭的方法，包括对含炭原料的预处理，炭化和在活化剂存在下的活化步骤，最后得到活性炭，其特征在于所述炭化和活化过程至少有一个是在加压条件下进行的。
2.根据权利要求1所述的一种制备活性炭的方法，其特征在于所述炭化过程的压力范围是0.2-15Mpa。
3.根据权利要求2所述的一种制备活性炭的方法，其特征在于所述炭化过程的终止温度为400-650℃。
4.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的压力范围是0.2-10Mpa。
5.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过程的温度为650-1000℃。
6.根据权利要求1-5中任何一项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、烟气或氧气中的一种或几种。
7.根据权利要求6中任何一项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碳的比例是1∶4-20。
8.根据权利要求1-5中任何一项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。
9.根据权利要求1-5中任何一项所述的一种制备活性炭的方法，其特征在于所述得到的活性炭为烟气脱硫活性炭、气体净化活性炭、水处理用活性炭、溶剂回收用活性炭、汽车用活性炭或气体分离用活性炭。
全文摘要
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，包括对含炭原料的预处理，炭化和在活化剂存在下的活化步骤，最后得到活性炭，所述炭化和活化过程至少有一个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℃，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、汽车用活性炭或气体分离用活性炭。
文档编号C01B31/00GK1459414SQ02117819
公开日2003年12月3日 申请日期2002年5月22日 优先权日2002年5月22日
发明者张文辉, 杜铭华, 梁大明, 王岭, 刘春兰, 李书荣 申请人:煤炭科学研究总院北京煤化学研究所