一种木质煤基成型活性炭的生产方法
【专利摘要】本发明是一种木质煤基成型活性炭的方法，包括，（1）将木屑和煤粉按比例混合，在磷酸溶液中浸渍后取出，放入油浴锅内，塑化至混合物颜色由棕色变成黑色，并产生较大的粘性时，结束塑化，得到塑化产物；（2）将得到的塑化产物快速转移到模具上，在液压机上成型，将压制得到的炭质前驱成型物放在干燥箱内进行缓慢恒温干燥、硬化；（3）将制备得到的成型炭质前驱体，在活化炉内进行炭化和活化，制得木质煤基成型活性炭。优点：克服了传统工艺须添加胶黏剂所带来的污染、高成本、运输及保管困难、稳定性差、相容性差、工艺复杂等缺陷；本发明利用木屑起到类似胶黏剂作用，用部分木屑代替煤粉，降低煤粉资源消耗量。
【专利说明】一种木质煤基成型活性炭的生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种木质煤基成型活性炭的生产方法，属于新型活性炭复合制备【技术领域】。
【背景技术】
[0002]活性炭是一种涉及军事、民用和工业众多领域的重要材料，煤基活性炭是目前国内外产量最大的活性炭产品。煤基成型活性炭的制备工艺流程，一般是:原料煤先破碎磨粉再与黏结剂混合，通过成型设备进行成型，成型料再炭化、活化。常用的黏结剂为:煤焦油、煤浙青和石油浙青。这些胶黏剂的使用一方面增加了生产成本，且存在一些问题。如煤焦油污染大、成本高、保温操作、运输及保管困难；煤浙青稳定性差，有毒有臭味；石油浙青与煤相容性不佳。这些制备方法存在胶黏剂使用成本问题。
【发明内容】
[0003]本发明提出的是一种木质煤基成型活性炭的生产方法，其目的旨在不添加胶黏剂，用生物质木屑起到胶黏剂作用，同时降低煤粉消耗量的条件下制备木质煤基成型活性炭，解决传统制备方法中存在的胶黏剂使用成本、煤能源不可再生等问题。
[0004]本发明的技术解决方案:一种木质煤基成型活性炭的方法，其特征在于:该方法包括如下工艺步骤:
(1)将木屑和煤粉按比例混合，在质量浓度30%~50%的磷酸溶液中浸溃后取出，放入油浴锅内，15(T190°C下塑化至混 合物颜色由棕色变成黑色，并产生粘度约为1.5Pa.s的粘性时，结束塑化，得到塑化产物；
(2)将得到的塑化产物快速转移到模具上，在液压机30MPa压力下成型，将压制得到的炭质前驱成型物放在干燥箱(温度8(TlO(TC)内进行缓慢恒温干燥Ih左右、硬化；
(3)将制备得到的成型炭质前驱体，在活化炉内进行炭化(炭化温度30(T500°C，炭化时间f2h)和活化(活化温度40(T60(TC，活化时间I~3 h)，制得木质煤基成型活性炭，活性炭直径3mm，长度10-20mm，强度为80%~90%不是强度单位。【解释:参照国标《GB/T12496.6木质活性炭试验方法》中强度的测定方法】
本发明的优点:传统的煤基成型活性炭的制备工艺流程，添加胶黏剂存在污染大、成本高、保温操作、运输及保管困难、稳定性差、有毒有臭味、相容性不佳等问题，且增加了工艺复杂程度和生产成本。煤粉是不可再生能源，木屑属于可再生能源，用部分木屑代替煤粉，降低煤粉资源消耗量，从能源角度看具有现实意义。本发明有效解决了胶黏剂使用问题，且降低了煤粉消耗量。
【专利附图】
【附图说明】
[0005]附图1是本发明的工艺流程图。【具体实施方式】
[0006]如附图所示，一种木质煤基成型活性炭的方法，包括如下工艺步骤:
(1)将木屑和煤粉按比例混合，在质量浓度30%~50%的磷酸溶液中浸溃后取出，放入油浴锅内，15(T190°C下塑化至混合物颜色由棕色变成黑色，并产生粘度约为1.5Pa.s的粘性时，结束塑化，得到塑化产物；
(2)将得到的塑化产物快速转移到模具上，在液压机30MPa压力下成型，将压制得到的炭质前驱成型物放在干燥箱(温度8(TlO(TC )内进行缓慢恒温干燥Ih左右、硬化；
(3)将制备得到的成型炭质前驱体，在活化炉内进行炭化(炭化温度30(T500°C，炭化时间f2h)和活化(活化温度40(T60(TC，活化时间I~3 h)，制得木质煤基成型活性炭，活性炭直径3mm，长度l(T20mm，强度为80%~90%，80%~90%不是强度单位。【解释:参照国标《GB/T12496.6木质活性炭试验方法》中强度的测定方法】
所述的胶黏剂是利用生物质木屑起到的胶黏作用，同时降低煤粉消耗量不添加胶黏剂，不添加胶黏剂。
[0007]所述的制备成型炭质前驱体的工艺参数为:质量浓度为30%~50%的磷酸浸溃，浸溃温度为5(T70°C，塑化温度为15(Tl90°C，木屑与煤粉的质量比为I 1:4，木屑与磷酸的质量比为1:1~1:4，成型压力30MPa。
[0008]所述的木质活性炭和煤基活性炭结合的工艺参数为:浸溃比即磷酸与成型炭质前驱体的质量比为O:广2:1，活化温度40(T60(TC，活化时间I tT3 h。
[0009]实施例1
将木屑粉碎至30目、煤粉200目，按质量比1:4混合后在30%磷酸溶液中浸溃完全后，取出于油浴锅内180°C下塑化至混合物颜色由棕色变成黑色，并产生较大的粘性时，结束塑化，得到塑化产物。将得到的塑化产物快速转移到模具上，在液压机上成型。将压制得到的炭质前驱成型物在干燥箱内进行缓慢恒温干燥、硬化，测得成型炭质前驱体强度为93%。成型炭质前驱体再送入管式炉内在活化温度550°C、活化时间2.5 h条件下炭化活化，制备得木质煤基成型活性炭，直径3mm，长度10-20mm，强度为88%，亚甲基蓝吸附值210mg.g'碘吸附值865mg.g'
[0010]木质煤基成型活性炭的性能指标根据具体成型工艺和活化工艺参数加以适当调
難
iF.ο
[0011]实施例2
将木屑粉碎至40目、煤粉200目，按质量比1:3混合后在40%磷酸溶液中浸溃完全后，取出于油浴锅内190°C下塑化至混合物颜色由棕色变成黑色，并产生较大的粘性时，结束塑化，得到塑化产物。将得到的塑化产物快速转移到模具上，在液压机上成型。将压制得到的炭质前驱成型物在干燥箱内进行缓慢恒温干燥、硬化，测得成型炭质前驱体强度为91%。成型炭质前驱体再送入管式炉内在活化温度500°C、活化时间1.5 h条件下炭化活化，制备得木质煤基成型活性炭，直径3mm，长度10-20mm，强度为87%，亚甲基蓝吸附值195mg.g'碘吸附值 825mg.g—1。
[0012]木质煤基成型活性炭的性能指标根据具体成型工艺和活化工艺参数加以适当调
難
iF.0
[0013]实施例3将木屑粉碎至40目、煤粉200目，按质量比1:2混合后在50%磷酸溶液中浸溃完全后，取出于油浴锅内170°C下塑化至混合物颜色由棕色变成黑色，并产生较大的粘性时，结束塑化，得到塑化产物。将得到的塑化产物快速转移到模具上，在液压机上成型。将压制得到的炭质前驱成型物在干燥箱内进行缓慢恒温干燥、硬化，测得成型炭质前驱体强度为93%。成型炭质前驱体再送入管式炉内在活化温度600°C、活化时间2 h条件下炭化活化，制备得木质煤基成型活性炭，直径3mm，长度10-20mm，强度为84%，亚甲基蓝吸附值165mg.g'碘吸附值 795mg.g-1。
[0014]木质煤基成型活性炭的性能指标根据具体成型工艺和活化工艺参数加以适当调M
iF.0·
【权利要求】
1.一种木质煤基成型活性炭的方法，其特征在于:该方法包括如下工艺步骤: (1)将木屑和煤粉按比例混合，在质量浓度30%~50%的磷酸溶液中浸溃后取出，放入油浴锅内，15(T190°C下塑化至混合物颜色由棕色变成黑色，并产生粘度为1.5Pa.s的粘性时，结束塑化，得到塑化产物； (2)将得到的塑化产物快速转移到模具上，在液压机30MPa压力下成型，将压制得到的炭质前驱成型物放在温度8(T10(TC的干燥箱内进行缓慢恒温干燥lh、硬化； (3)将制备得到的成型炭质前驱体，在活化炉内进行炭化，炭化温度30(T50(TC，炭化时间l~2h，活化温度40(T60(TC，活化时间Ih，制得木质煤基成型活性炭，活性炭直径3mm,长度 10_20mm。
2.根据权利要求1所述的一种木质煤基成型活性炭清洁的生产方法，其特征在于:所述的胶黏剂是利用木屑起到类似胶黏剂作用，同时降低煤粉消耗量。
3.根据权利要求2所述的一种木质煤基成型活性炭的生产方法，其特征在于:所述的制备成型炭质前驱体的工艺参数为:质量浓度为30%~50%的磷酸浸溃，浸溃温度为5(T70°C，塑化温度为15(T190°C，木屑与煤粉的质量比为1:f 1:4，木屑与磷酸的质量比为1:1~1:4，成型压力30MPa。
4.根据权利要求1所述的一种木质煤基成型活性炭的生产方法，其特征在于:所述的木质活性炭和煤基活性炭结合的工艺参数为:浸溃比即磷酸与成型炭质前驱体的质量比为O:1~2:1，活化温度40(T60( TC，活化时间I~3 h。
【文档编号】C01B31/08GK103588200SQ201310543355
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月6日 优先权日:2013年11月6日
【发明者】周建斌, 陆永玉, 陈登宇, 王恋, 李菲菲, 张伟 申请人:南京林业大学