一种利用废轮胎热解炭黑制成活性炭的方法与流程

本发明属于废旧轮胎资源化利用技术领域，具体涉及一种利用废轮胎热解炭黑制成活性炭的方法。

背景技术：

随着汽车行业等的发展，废旧轮胎的量日益增加。如果不进行处理，则会污染环境，占据空间。利用催化裂解进行资源回收意义重大。

现有技术中将废旧轮胎粉碎，然后催化裂解，废轮胎热解的产物除了轮胎油、废气和钢丝之外，还有一种产物就是炭黑；这种炭黑由于其一次应用价值没有充分体现，市场空间并不大。因此如果能将这种炭黑的应用价值进行体现，则能提高其市场空间。

技术实现要素：

本发明的目的是提供了一种利用废轮胎热解炭黑制成活性炭的方法，该方法解决了废旧轮胎裂解污染环境的问题，利用废轮胎热解炭黑生产而来的活性炭的吸收属性要比市面上的活性炭吸收属性好，而且其良好的质量也是符合国家工业标准的。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种利用废轮胎热解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步骤：

S1：将废旧轮胎粉碎后采用常规的催化裂解方法制取炭黑；

S2：将步骤S1制得的炭黑于70~90℃下进行干燥，干燥时间为1.5~2.5 h；

S3：将步骤S2干燥后的炭黑与活化剂KOH混合进行活化反应得到活化料，所述炭黑与活化剂KOH的质量比为1：（1~10）；或者将步骤S2干燥后的炭黑与质量分数为98%浓硫酸混合进行活化反应得到活化料，所述炭黑与质量分数为98%浓硫酸的质量比为1：（5~20）；

其中，活化反应温度均为78~82℃，活化反应时间均为1.5~2.5 h；

S4：将步骤S3制得的活化料在氮气气氛保护下，于温度500～800℃下进行碳化反应，碳化反应时间为0.4~0.6h，然后降温至室温得到活性炭产品。

根据上述的利用废轮胎热解炭黑制成活性炭的方法，步骤S3中所述炭黑与活化剂KOH的质量比为1：（4~6）。

根据上述的利用废轮胎热解炭黑制成活性炭的方法，步骤S3中所述炭黑与质量分数为98%浓硫酸的质量比为1：（9~12）。

根据上述的利用废轮胎热解炭黑制成活性炭的方法，步骤S3中活化反应温度为80℃，活化反应时间2 h。

根据上述的利用废轮胎热解炭黑制成活性炭的方法，步骤S4中碳化反应时间为0.5h。

本发明的有益效果是:

与现有技术相比，通过本技术发明所获得的活性炭的表层出现很多的孔洞，有很高的孔隙率，有合理的固定碳含量，而且表层面积值也增加了很多。因此，所获得的活性炭的吸附性很好。化学活化的好处是化学物质能够渗透到每一个角落，进而使活性炭产生数量非常多的孔洞，所获得的活性炭，吸收属性很好。并且通过实验得出的结论，利用轮胎中炭黑生产而来的活性炭的吸收属性要比市面上的活性炭吸收属性好。

附图说明

图1为本发明炭黑碳化流程结构示意图；

图2为本发明中采用不同质量比炭黑与活化剂KOH的活化得到的活性炭的BET；

图3为本发明中采用不同质量比炭黑与质量分数为98%浓硫酸的活化得到的活性炭的BET；

图4为本发明中采用不同质量比炭黑与活化剂KOH的活化得到的活性炭的碘漂白性；

图5为本发明中采用不同质量比炭黑与质量分数为98%浓硫酸的活化得到的活性炭的碘漂白性；

图6为本发明中采用不同质量比炭黑与活化剂KOH的活化得到的活性炭的亚甲基蓝吸收性；

图7为本发明中采用不同质量比炭黑与质量分数为98%浓硫酸的活化得到的活性炭的亚甲基蓝吸收性；

图1： a，导热线圈式加热炉；b，氧化铝管；c，待加热的炭黑样品；d，陶瓷杯；a，气体流通的控制器；f，泠凝器。

具体实施方式：

以下结合实施例对本发明进一步的描述，但并不限制本发明的内容。

以下所用原料均为市售，具体使用时以每分钟输入一公升的氮气到装置中。

实施例1

本发明提供了一种利用废轮胎热解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步骤：

S1：将废旧轮胎粉碎后采用常规的催化裂解方法制取炭黑；

S2：将步骤S1制得的炭黑于70~90℃下进行干燥，干燥时间为1.5~2.5 h；

S3：将步骤S2干燥后的炭黑与活化剂KOH混合进行活化反应得到活化料，所述炭黑与活化剂KOH的质量比为1：（1~10）；其中活化反应温度均为78~82℃，活化反应时间均为1.5~2.5 h；

S4：将步骤S3制得的活化料在氮气气氛保护下，于温度500～800℃下进行碳化反应，碳化反应时间为0.4~0.6h，然后降温至室温得到活性炭产品。

实施例2

本发明提供了一种利用废轮胎热解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步骤：

S1：将废旧轮胎粉碎后采用常规的催化裂解方法制取炭黑；

S2：将步骤S1制得的炭黑于70~90℃下进行干燥，干燥时间为1.5~2.5 h；

S3：将步骤S2干燥后的炭黑与质量分数为98%浓硫酸混合进行活化反应得到活化料，所述炭黑与质量分数为98%浓硫酸的质量比为1：（5~20）；其中，活化反应温度均为78~82℃，活化反应时间均为1.5~2.5 h；

S4：将步骤S3制得的活化料在氮气气氛保护下，于温度500～800℃下进行碳化反应，碳化反应时间为0.4~0.6h，然后降温至室温得到活性炭产品。

实施例3

本发明提供了一种利用废轮胎热解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步骤：

S1：将废旧轮胎粉碎后采用常规的催化裂解方法制取炭黑；

S2：将步骤S1制得的炭黑于80℃下进行干燥，干燥时间为2 h；

S3：将步骤S2干燥后的炭黑与活化剂KOH混合进行活化反应得到活化料，所述炭黑与活化剂KOH的质量比为1：4；其中活化反应温度均为80℃，活化反应时间均为2 h；

S4：将步骤S3制得的活化料在氮气气氛保护下，于温度700℃下进行碳化反应，碳化反应时间为0.5h，然后降温至室温得到活性炭产品。

实施例4

本发明提供了一种利用废轮胎热解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步骤：

S1：将废旧轮胎粉碎后采用常规的催化裂解方法制取炭黑；

S2：将步骤S1制得的炭黑于80℃下进行干燥，干燥时间为2 h；

S3：将步骤S2干燥后的炭黑与活化剂KOH混合进行活化反应得到活化料，所述炭黑与活化剂KOH的质量比为1：5；其中活化反应温度均为80℃，活化反应时间均为2 h；

S4：将步骤S3制得的活化料在氮气气氛保护下，于温度700℃下进行碳化反应，碳化反应时间为0.5h，然后降温至室温得到活性炭产品。

实施例5

S1：将废旧轮胎粉碎后采用常规的催化裂解方法制取炭黑；

S2：将步骤S1制得的炭黑于80℃下进行干燥，干燥时间为2 h；

S3：将步骤S2干燥后的炭黑与活化剂KOH混合进行活化反应得到活化料，所述炭黑与活化剂KOH的质量比为1：6；其中活化反应温度均为80℃，活化反应时间均为2 h；

S4：将步骤S3制得的活化料在氮气气氛保护下，于温度700℃下进行碳化反应，碳化反应时间为0.5h，然后降温至室温得到活性炭产品。

实施例6

本发明提供了一种利用废轮胎热解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步骤：

S1：将废旧轮胎粉碎后采用常规的催化裂解方法制取炭黑；

S2：将步骤S1制得的炭黑于80℃下进行干燥，干燥时间为2 h；

S3：将步骤S2干燥后的炭黑与质量分数为98%浓硫酸混合进行活化反应得到活化料，所述炭黑与质量分数为98%浓硫酸的质量比为1：9；其中，活化反应温度均为80℃，活化反应时间均为2 h；

S4：将步骤S3制得的活化料在氮气气氛保护下，于温度700℃下进行碳化反应，碳化反应时间为0.5h，然后降温至室温得到活性炭产品。

实施例7

本发明提供了一种利用废轮胎热解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步骤：

S1：将废旧轮胎粉碎后采用常规的催化裂解方法制取炭黑；

S2：将步骤S1制得的炭黑于80℃下进行干燥，干燥时间为2 h；

S3：将步骤S2干燥后的炭黑与质量分数为98%浓硫酸混合进行活化反应得到活化料，所述炭黑与质量分数为98%浓硫酸的质量比为1：10；其中，活化反应温度均为80℃，活化反应时间均为2 h；

S4：将步骤S3制得的活化料在氮气气氛保护下，于温度700℃下进行碳化反应，碳化反应时间为0.5h，然后降温至室温得到活性炭产品。

实施例8

本发明提供了一种利用废轮胎热解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步骤：

S1：将废旧轮胎粉碎后采用常规的催化裂解方法制取炭黑；

S2：将步骤S1制得的炭黑于80℃下进行干燥，干燥时间为2 h；

S3：将步骤S2干燥后的炭黑与质量分数为98%浓硫酸混合进行活化反应得到活化料，所述炭黑与质量分数为98%浓硫酸的质量比为1：11；其中，活化反应温度均为80℃，活化反应时间均为2 h；

S4：将步骤S3制得的活化料在氮气气氛保护下，于温度700℃下进行碳化反应，碳化反应时间为0.5h，然后降温至室温得到活性炭产品。

实施例9

本发明提供了一种利用废轮胎热解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步骤：

S1：将废旧轮胎粉碎后采用常规的催化裂解方法制取炭黑；

S2：将步骤S1制得的炭黑于70℃下进行干燥，干燥时间为2.5 h；

S3：将步骤S2干燥后的炭黑与活化剂KOH混合进行活化反应得到活化料，所述炭黑与活化剂KOH的质量比为1：8；其中活化反应温度均为78℃，活化反应时间均为2.5 h；

S4：将步骤S3制得的活化料在氮气气氛保护下，于温度800℃下进行碳化反应，碳化反应时间为0.6h，然后降温至室温得到活性炭产品。

实施例10

本发明提供了一种利用废轮胎热解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步骤：

S1：将废旧轮胎粉碎后采用常规的催化裂解方法制取炭黑；

S2：将步骤S1制得的炭黑于70℃下进行干燥，干燥时间为2.5 h；

S3：将步骤S2干燥后的炭黑与质量分数为98%浓硫酸混合进行活化反应得到活化料，所述炭黑与质量分数为98%浓硫酸的质量比为1：5；其中，活化反应温度均为82℃，活化反应时间均为1.5 h；

S4：将步骤S3制得的活化料在氮气气氛保护下，于温度750℃下进行碳化反应，碳化反应时间为0.4h，然后降温至室温得到活性炭产品。

实施例11

本发明提供了一种利用废轮胎热解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步骤：

S1：将废旧轮胎粉碎后采用常规的催化裂解方法制取炭黑；

S2：将步骤S1制得的炭黑于90℃下进行干燥，干燥时间为1.5 h；

S3：将步骤S2干燥后的炭黑与活化剂KOH混合进行活化反应得到活化料，所述炭黑与活化剂KOH的质量比为1： 10；其中活化反应温度均为82℃，活化反应时间均为1.5h；

S4：将步骤S3制得的活化料在氮气气氛保护下，于温度600℃下进行碳化反应，碳化反应时间为0.6h，然后降温至室温得到活性炭产品。

实施例12

本发明提供了一种利用废轮胎热解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步骤：

S1：将废旧轮胎粉碎后采用常规的催化裂解方法制取炭黑；

S2：将步骤S1制得的炭黑于75℃下进行干燥，干燥时间为1.8 h；

S3：将步骤S2干燥后的炭黑与质量分数为98%浓硫酸混合进行活化反应得到活化料，所述炭黑与质量分数为98%浓硫酸的质量比为1：6；其中，活化反应温度均为78℃，活化反应时间均为1.9h；

S4：将步骤S3制得的活化料在氮气气氛保护下，于温度550℃下进行碳化反应，碳化反应时间为0.4h，然后降温至室温得到活性炭产品。

实施例13

本发明提供了一种利用废轮胎热解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步骤：

S1：将废旧轮胎粉碎后采用常规的催化裂解方法制取炭黑；

S2：将步骤S1制得的炭黑于85℃下进行干燥，干燥时间为2h；

S3：将步骤S2干燥后的炭黑与活化剂KOH混合进行活化反应得到活化料，所述炭黑与活化剂KOH的质量比为1：2；其中活化反应温度均为79℃，活化反应时间均为1.6 h；

S4：将步骤S3制得的活化料在氮气气氛保护下，于温度650℃下进行碳化反应，碳化反应时间为0.5h，然后降温至室温得到活性炭产品。

实施例14

本发明提供了一种利用废轮胎热解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步骤：

S1：将废旧轮胎粉碎后采用常规的催化裂解方法制取炭黑；

S2：将步骤S1制得的炭黑于90℃下进行干燥，干燥时间为1.5 h；

S3：将步骤S2干燥后的炭黑与质量分数为98%浓硫酸混合进行活化反应得到活化料，所述炭黑与质量分数为98%浓硫酸的质量比为1：20；其中，活化反应温度均为78℃，活化反应时间均为1.5h；

S4：将步骤S3制得的活化料在氮气气氛保护下，于温度800℃下进行碳化反应，碳化反应时间为0.6h，然后降温至室温得到活性炭产品。

实施例15

本发明提供了一种利用废轮胎热解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步骤：

S1：将废旧轮胎粉碎后采用常规的催化裂解方法制取炭黑；

S2：将步骤S1制得的炭黑于72℃下进行干燥，干燥时间为2.2 h；

S3：将步骤S2干燥后的炭黑与活化剂KOH混合进行活化反应得到活化料，所述炭黑与活化剂KOH的质量比为1：8；其中活化反应温度均为79℃，活化反应时间均为1.8 h；

S4：将步骤S3制得的活化料在氮气气氛保护下，于温度680℃下进行碳化反应，碳化反应时间为0.5h，然后降温至室温得到活性炭产品。

实施例16

本发明提供了一种利用废轮胎热解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步骤：

S1：将废旧轮胎粉碎后采用常规的催化裂解方法制取炭黑；

S2：将步骤S1制得的炭黑于88℃下进行干燥，干燥时间为2 h；

S3：将步骤S2干燥后的炭黑与质量分数为98%浓硫酸混合进行活化反应得到活化料，所述炭黑与质量分数为98%浓硫酸的质量比为1：15；其中，活化反应温度均为80℃，活化反应时间均为2 h；

S4：将步骤S3制得的活化料在氮气气氛保护下，于温度580℃下进行碳化反应，碳化反应时间为0.5h，然后降温至室温得到活性炭产品。

实施例17

本发明提供了一种利用废轮胎热解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步骤：

S1：将废旧轮胎粉碎后采用常规的催化裂解方法制取炭黑；

S2：将步骤S1制得的炭黑于70℃下进行干燥，干燥时间为2 h；

S3：将步骤S2干燥后的炭黑与活化剂KOH混合进行活化反应得到活化料，所述炭黑与活化剂KOH的质量比为1：2；其中活化反应温度均为82℃，活化反应时间均为1.5h；

S4：将步骤S3制得的活化料在氮气气氛保护下，于温度560℃下进行碳化反应，碳化反应时间为0.4h，然后降温至室温得到活性炭产品。

实施例18

本发明提供了一种利用废轮胎热解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步骤：

S1：将废旧轮胎粉碎后采用常规的催化裂解方法制取炭黑；

S2：将步骤S1制得的炭黑于90℃下进行干燥，干燥时间为1.5 h；

S3：将步骤S2干燥后的炭黑与质量分数为98%浓硫酸混合进行活化反应得到活化料，所述炭黑与质量分数为98%浓硫酸的质量比为1：20；其中，活化反应温度均为82℃，活化反应时间均为1.5 h；

S4：将步骤S3制得的活化料在氮气气氛保护下，于温度700℃下进行碳化反应，碳化反应时间为0.6h，然后降温至室温得到活性炭产品。

实施例4和7得到的产品经检测，得到的性能指标见表1：

利用轮胎中催化裂解产生的炭黑制得的活性炭的吸收属性要比市面上的活性炭吸收属性好，而且其良好的质量也是符合国家工业标准的。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。