专利名称:一种制造活性碳纤维的工艺方法
本发明涉及一种制造活性碳纤维的工艺方法。
活性碳纤维是近年来世界上新兴的新型吸附材料，它对许多物质的吸附能力较颗粒状活性碳大几倍甚至几十倍，由于现代工业技术的迅猛发展，在核开采、核发电、化工、冶金及三废污染处理方面，传统的活性碳颗粒已远远无法满足工业需要，而吸附能力强、脱附再生相对容易的活性碳纤维已引起了工业发达国家的高度重视。
US3,849,332公开了纤维材料在二氧化碳气氛中连续碳化和活化的方法，该方法采用电炉为碳化、活化装置，其净化气体可由单一CO2组成，也可由CO2与含有50％以上体积的惰性气体，如氮、氩、氦、氨，90％(V/V)以上，更可取的是与50％(V/V)以上的气体如卤化氢，特别是氯化氢组成，控制净化气的含氧量小于0.5％。其缺陷是耗电量大，净化气组成苛刻，生产能力低，生产综合成本偏高。
本发明的目的是提供一种利用燃烧气体尾气作为碳化及活化气体的制造活性碳纤维的工艺方法，该方法可以有效地降低能量消耗及生产成本，提高活性碳纤维的生产能力。
本发明的目的是这样实现的采用非电炉直烧工艺，以燃烧气体为加热源，以燃烧气体之尾气作为碳化及活化过程的保护气体，各种纤维原料，于300—600℃条件下碳化，部分经处理后的燃气尾气进入碳化室及活化室，起惰性气体保护作用，然后在800-1200℃条件下将碳化后的纤维活化，经酸洗、中和、水洗、烘干制作成活性碳纤维。
本发明之工艺方法因为采用非电炉直烧工艺，所以生产能力较大，同时，由于以燃烧气体之尾气循环返回碳化室及活化室作为碳化过程及活化过程之保护气体，因而较N2保护，能量消耗可以大大下降。
本发明具体工艺方法由以下实施例及其附图给出
图1为根据本发明工艺方法提出的工艺流程图。
图2为本发明工艺过程说明透视图。
图3为图2沿纵向断面剖视图(局部)下面结合附图1-3详述本发明。
1.原料予处理各种原料(如丙烯腈、纤维素、木质素、沥青、粘胶棉)之纤维在80-120℃条件下烘干，至含湿率10-16％，将原料纤维投入浸渍槽，用含催化剂氯化钴3‰-8‰、含碳化促进剂氯化锌8‰-20‰、含HCl3-20‰的化学药液浸渍24-30小时，然后将原料纤维用整理机整理均匀，控制纤维毡厚度为3-8mm，将原料均匀摆放于送料车内，送入烘干室一，于150-200℃条件下烘15-20分钟，蒸发气体由排气罩①控温排放，9为热电偶插孔。10为防瀑水封管，11为水封之水箱。
2.碳化经烘干予热后的原料纤维进入碳化室二，向碳化室内充CO2气体，将室内置换至含O21％以下，升温至300-600℃，燃烧后的尾气经管路2进入尾气净化器A，尾气净化器A内充填活性碳，该活性碳用NaOH或KOH5～10％的水溶液浸渍后烘干，控制含O21％以下，将尾气经管路4引入碳化室二，整个碳化过程需时为20-25分钟，D为进火口，F为除灰口，E为燃料入口，12为鼓风口，3为引风孔。5为孔砖砌成之两室壁，W为充填0.3-1.5粒度焦碳粉的绝氧层。
3.活化碳化后的纤维进入活化室三，通过高位槽B，用3‰的(NH4)2CO3喷淋纤维毡，控制温度为800-1200℃，由管路2上行之尾气经尾气净化器A净化后，经管路4进入活化室三内，控制含O2为1％以下，活化时间为25-30分钟，在活化过程中，由引风孔3引风控制室腔微负压。H为废气排放烟道。7为开关杠杆。
4.酸洗将活化后的纤维经耐火封闭门6从除料室G内取出，投入酸洗槽，用36％之盐酸洗涤，控制原料纤维与盐酸溶液之重量比为1∶10，然后将洗涤之纤维毡挤压至含湿率为15-20％。
5.中和将酸洗后的纤维毡用20％之NaOH中和，至pH为4-5。
6.水洗将中和后的纤维毡用清水洗涤三次，控制每次洗涤时纤维与所用洗水之重量比为1∶10。
7.烘干将水洗后的纤维毡于200-250℃条件下烘至含湿度为1-2％，即为成品。
由于本发明采用非电炉直烧工艺，并直接采用燃烧产生的尾气经处理后作为碳化及活化过程中的保护气体，不仅可节省大量能源，而且，避免了N2等气体的消耗，同时，制作的活性碳纤维的各项技术指标接近或超过日本同类产品。
透视图符号说明 表示工艺过程流动指示线。 表示高温炉气。 表示高温火焰。
权利要求
1.一种制造活性碳纤维的工艺方法，包括原料纤维的预处理、碳化及活化，碳化及活化采用的净化气体含氧量低于0.5％，其特征在于采用燃烧后的尾气作为碳化和活化的热源，该尾气经净化处理过程净化，控制含氧量低于1％，再分别通入碳化室和活化室作为工作气体。
2.根据权利要求
1所述的工艺方法，其特征在于碳化过程采用的原料是粘胶棉纤维、丙烯腈纤维、纤维素纤维、木质素纤维或沥青纤维。
3.根据权利要求
1所述的工艺方法，其特征在于净化处理过程系采用将尾气通过由含NaOH(或KOH)5—10％的水溶液浸渍并烘干后的活性碳充填之净化器来完成的。
专利摘要
本发明公开了一种制造活性碳纤维的工艺方法，具体系将各种原料纤维经预处理、碳化、活化、酸洗、中和、水洗、烘干等工艺，制作成活性碳纤维。在碳化及活化过程中采用的保护气体为燃烧产生的高温尾气，该尾气需经净化处理，控制含氧量小于1%，由于本发明采用非电炉直烧工艺，从而可以克服电炉法生产能耗大的弊端，并且，尾气的净化利用避免了N
文档编号C01B31/08GKCN1031394SQ90105146
公开日1996年3月27日 申请日期1990年6月13日
发明者李孝忠 申请人:李孝忠导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan