球形活性炭的制备和筛选方法与流程

本发明属于吸附材料
技术领域：
，特别涉及球形活性炭的制备和筛选方法。
背景技术：
活性炭具有宽泛的非特异性吸附性能，并且因此是最广泛使用的吸附剂。活性炭通常是通过对含碳起始化合物进行碳化，随后进行活化来获得的，所述的含碳起始化合物优选是这样的能够产生经济合理的产率的化合物。这是因为在碳化过程中挥发性成分的离去以及随后在活化过程中的烧尽而产生的重量损失是显著的。所生产的活性炭的性质(如细孔性或者粗孔性、坚固性或者脆性等)取决于起始材料的不同。常规的起始材料是椰子壳、木炭和木材、泥煤、石煤、沥青等，由于其来源广泛，因为使得活性炭的应用价值得到更多的提升。但是，由于工艺的不同，活性炭可以以不同的形式来使用，例如有粉末碳，碎片状碳，粒状碳(kornkohle)，成型碳(formkohle)以及从二十世纪七十年代末开始使用的球形活性炭。球形活性炭相对于其他形式的活性炭例如粉末碳，碎片状碳，粒状碳，成型碳等而言具有众多的优点，这使得其对于某些应用而言是有用的或者甚至是必不可少的：它是自由流动的，耐磨损的或者更准确的说不起灰尘的，以及硬的。球形活性炭对于例如特定的应用领域而言是非常需要的，这是因为它特定的形状，以及还因为它高的耐磨损性。球形活性炭今天仍然主要是通过多阶段和非常昂贵的方法来生产的。最广为人知的方法包括由石煤焦油沥青和来自石化工业的合适的沥青残留物来生产小球体，氧化所述的沥青以使得它们不可熔化，然后低温碳化和活化。例如，球形活性炭还可以在多阶段方法中由沥青来制造。这些多阶段方法是非常昂贵的，并且这种球形活性炭相关的高成本阻止了许多的应用，在这些应用中球形活性炭因为其性能而本应是优选的。对于球形活性炭的生产工艺有很多，例如采用含碳原始材料经过碳化和活化处理，分别调控各个阶段的处理工艺参数，实现球形活性炭的制备。但是，当使用现有工艺制备球形活性炭时，还存在诸多缺陷。例如，现有工艺在实际生产中难以在得到较大粒径的球形活性炭的同时，获得令人满意的机械和强度特性，实际应用范围受到较大限制。并且，现有工艺难以实现球形活性炭的粒径、强度、孔径、比表面积等参数与其吸附性能的协同。为此，需要提供这样的球形活性炭，当其具有特定的比表面积时，能够具有优于现有技术的力学特性。并且，所述球形活性炭能够在避免其性能降低的前提下，获得尽可能大的粒径。更进一步地，还需要开发更为稳定、适合规模化生产的球形活性炭制备方法。不仅如此，随着现代科学技术的发展，对粉体材料的球形度提出了越来越高的要求。虽然目前有多种方法可以制备球形颗粒，但是在制备过程中总是无法避免非球形颗粒(如片状颗粒、不规则颗粒、类球形颗粒)的产生，因此，如何实现球形颗粒与非球形颗粒分离成为实际应用中面临的一个非常棘手的问题。关于球形粉末的筛除，当前并没有合适的高效分离方法，多数情况下甚至依赖于人工操作，从数目庞大的球形活性炭中筛选出非球形颗粒，这不仅劳动量大，而且效率低下。此外，筛选操作具有很大的经验性，粉末筛选质量及筛选效率受人为因素影响大，可重复性差，因此，该方法仅适用于实验室少量样品筛选，无法满足实际中大批量粉末筛选的需求。技术实现要素：为了改善现有技术的不足，本发明提供一种球形活性炭的制备和筛选方法，包括如下步骤：1)将球形聚合物碳化；2)将步骤1)得到的产物活化；3)对步骤2)得到的产物进行筛选。根据本发明，步骤1)中，所述聚合物可以通过将单体、引发剂混合进行聚合反应制备。作为实例，所述聚合物可以是均聚物或共聚物。其中，所述均聚物是指由一种单体发生聚合反应制备的聚合物，所述共聚物是指由两种或更多种的单体发生聚合反应制备的聚合物。根据本发明，所述单体可以选自具有2～60个碳原子，并且具有至少1个碳碳双键的化合物，例如具有2～20个碳原子，并且具有至少1个碳碳双键的化合物。例如，所述单体可以选自下列物质：乙烯、丙烯、异丙烯、丁烯、异丁烯、戊烯、异戊烯、新戊烯、己烯、异己烯、新己烯、苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、戊二烯、异戊二烯、戊二烯、异己二烯、二乙烯苯、二乙二醇二乙烯基醚。作为选择，所述共聚物的聚合物母体包括衍生自第一单体的结构单元和衍生自第二单体的结构单元，其中所述第一单体具有2～10个碳原子且含有至少一个碳碳双键，所述第二单体具有4～15个碳原子且含有至少两个碳碳双键。优选地，在所述共聚物的聚合物母体中，衍生自第一单体的结构单元占所述聚合物网络的总结构单元的75％到98％，优选为80％到90％；衍生自第二单体的结构单元占所述聚合物网络的总结构单元的25％到2％，优选为20％到10％。根据本发明，所述第一单体选自苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和碳原子数为2～6的单烯烃中的一种或更多种，所述碳原子数为2～6的单烯烃例如为乙烯、丙烯、异丙烯、丁烯、异丁烯、戊烯、异戊烯、新戊烯、己烯、异己烯、新己烯等。根据本发明，所述第二单体选自丁二烯、戊二烯、异戊二烯、戊二烯、异己二烯、二乙烯苯和二乙二醇二乙烯基醚中的一种或更多种。根据本发明，所述聚合反应可以为悬浮聚合反应；优选地，聚合反应还在水、分散剂、助分散剂的存在下进行。例如，水：分散剂：助分散剂的重量比为800～1000：0.5～3.0：0.05～0.2；当所述聚合物为均聚物时，其单体：引发剂的重量比可以为1：0.003～0.01。如果存在，第一单体：第二单体：引发剂的重量比可以为0.75～0.98：0.02～0.25：0.003～0.01。优选地，水、分散剂、助分散剂构成水相，均聚物的单体、共聚物的第一单体、第二单体和/或引发剂构成油相；所述油相与水相的重量比可以为1:4～6。根据本发明，悬浮聚合反应可以包括：将各成分加入反应釜中，向反应釜中通入压缩空气或氮气，使反应釜中压力保持在表压小于等于0.5mpa的正压状态下，升温至70℃～90℃，保温2小时～24小时，再升温至100℃～150℃，保温4小时～36小时，然后水洗、干燥、筛分，得到球形聚合物。在优选的实施方案中，分散剂为无机分散剂或有机分散剂或其组合，所述无机分散剂例如为硅酸盐、碳酸盐或磷酸盐、或其组合，所述有机分散剂例如为聚乙烯醇、明胶、羧甲基纤维素或聚丙烯酸盐、或其组合。在优选的实施方案中，助分散剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钙、十二烷基苯磺酸钠、石油磺酸钙、石油磺酸钠或硬脂酸钡、或其组合。在优选的实施方案中，所述引发剂为有机过氧化合物、无机过氧化合物或偶氮化合物、或其组合。在优选的实施方案中，所述引发剂为过氧化二酰类、过氧化二烷类、过氧化酯类、偶氮二异丁腈或过硫酸盐、或其组合。优选地，所述聚合反应还可以在致孔剂的存在下进行。所述致孔剂可以选自石蜡、硫酸镁、碳酸钠、明胶或甘油、或其组合。根据本发明，所述球形聚合物的中值粒径d50可以为0.2-1.5mm，例如0.5-1.3mm，如0.7-1.0mm，具体可以为0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm或1.2mm。根据本发明，所述聚合物可以是经磺化的聚合物或未经磺化的聚合物。当使用未经磺化的聚合物时，可以在碳化步骤之前进行磺化和/或碳化过程中原位进行磺化。作为实例，所述未经磺化的聚合物也可根据已知的方法制备或商购获得。所述磺化可使用本领域已知的原料进行，例如将未经磺化的聚合物与磺化剂接触进行。所述磺化剂可以选自硫酸(如浓硫酸)、发烟硫酸、so3中的一种或多种的混合物。根据本发明，未经磺化的球形聚合物与磺化剂的总重量比可以是3:1～1:3，例如2:1～1:2，如1:1～1:1.5。所述磺化步骤的温度可以在很大的范围内变化。例如，当在碳化步骤之前进行磺化时，磺化步骤的温度可以为60-300℃，如70-180℃，例如为80-150℃；优选地，磺化步骤可以在上述温度范围内，在升温的同时进行反应。升温的速度可以为不超过10℃/min，例如不超过5℃/min，如不超过3℃/min。磺化步骤的时间可以为0.5-12小时，优选1-10小时，如2-10小时。优选地，所述磺化是在惰性气体气氛下进行的，所述惰性气体可以选自氮气、氦气、氩气中的一种或多种的混合物。根据本发明，步骤1)的碳化可以在惰性气氛或者在惰性气体和氧气的混合气氛下进行。通常，所述碳化的温度可以为100-950℃，例如150-900℃，如300-850℃。当在碳化步骤之前进行磺化时，碳化步骤的起始温度可以等于或高于磺化温度的终结温度。优选地，碳化步骤可以在上述温度范围内，在升温的同时进行反应。升温的速度可以为不超过10℃/min，例如不超过5℃/min，如不超过3℃/min。优选地，所述碳化可在2个或更多个温度区域依次进行，例如在2至10个温度区域依次进行。并且优选地，所述温度区域的温度彼此不相同。或者，碳化可以在梯度上升的温度下进行。优选地，所述碳化在不同温度区域内可以具有相同或不同的升温速率，和相同或不同的保温时间。优选地，当碳化在2个或更多个温度区域依次进行时，首先在第一温度区域碳化，然后依次进入下一温度区域，例如第二温度区域碳化；例如，第一温度区域的温度可以是100～500℃，例如150～450℃；第二温度区域的温度可以高于第一温度区域，例如500～950℃，如650～950℃。优选地，所述碳化时间为30分钟-10小时，例如1-8小时，如2-6小时。优选地，所述惰性气体选自氮气、氦气、氩气中的至少一种；优选地，当碳化在惰性气体和氧气的混合气氛下进行时，混合气氛中氧气的体积百分比为1-5％。应当理解，如果球形聚合物所处的温度既可以进行磺化，也可以使球形聚合物在碳化的过程中进行原位磺化。根据本发明，步骤2)的活化可以包括第一活化步骤和第二活化步骤。优选地，所述第一活化步骤在含有水蒸气的气氛中进行；所述第二活化步骤在含有co2的气氛中进行。优选地，所述第一次活化处理的温度为700-1300℃，例如800-1200℃，如850-950℃；所述第一活化步骤的时间可以为1-24小时，例如5-15小时，如6-12小时。优选地，所述该第一活化步骤的气氛包含水蒸气，特别是水蒸气/惰性气体的混合物，优选是水蒸气/氮气的混合物，或者由上述组成。优选地，所述氮气和水蒸气的体积比(流速比)在3:1以上，例如4:1～10:1，优选4:1～8:1。根据本发明，所述第一活化步骤的气氛可以不包含其他气体，例如不包含氧化碳类(例如co2)、氧气和氨。优选地，所述第二活化步骤的温度为700-1300℃，优选为800-1200℃，例如为850-950℃；所述第二活化步骤的时间为1-10小时，例如为3-8小时。优选地，所述第二活化步骤的气氛包含co2，例如co2或者co2与惰性气体的混合物，如co2与氮气的混合物。优选地，当所述第二活化气氛包含氮气与co2的混合物时，氮气与co2的体积比(流速比)可以为10:1～1:10，如10:1～2:1，例如8:1～4:1，如3:1～2:1。根据本发明，所述第二活化步骤的气氛可以不包含其他气体，例如不包含水蒸气。根据本发明，升温可以使用梯度升温。作为选择，可以在升温至一定温度时，停留1～240min，例如5～150min，然后再次升温。优选地，本发明方法的升温过程可以是连续或间歇的。根据本发明，所述筛选是去除至少一部分非球形活性炭的步骤。优选地，所述非球形活性炭包括粉末、片状颗粒、不规则颗粒、类球形颗粒、半球形颗粒等。根据本发明，所述筛选可以是采用本领域技术人员知晓的任一种常规的筛选方法进行，优选地，所述筛选是利用筛选装置进行筛选，或是利用手工筛选方式进行。根据本发明，所述筛选方法包括如下步骤：将待筛选的活性炭置于筛选装置中，利用球形颗粒与非球形颗粒形态的差异导致二者的运动方式及运动阻力存在显著不同，其中，球形颗粒为滚动，运动阻力小，下行速度快，非球形颗粒为滑动或是不动，运动阻力大，实现所述球形活性炭与非球形活性炭的筛选。本发明还提供一种筛选装置，所述筛选装置包括传送带、下料漏斗、球形颗粒接料斗、半球形颗粒接料斗、下料管、助分离器；所述下料管的入口端与所述下料漏斗连通，用于出料；所述助分离器包括支撑杆和分散板，所述支撑杆一端与分散板相连，所述支撑杆另一端与下料管连接，所述分散板用于分散物料；所述传送带倾斜设置，且在靠近传送带较低一端设置球形颗粒接料斗，用于盛装球形颗粒，在靠近传送带较高一端设置半球形颗粒接料斗，用于盛装半球形颗粒；所述助分离器设置在传送带顶部。根据本发明，所述支撑杆另一端与靠近下料管的出口端一侧的管壁连接。根据本发明，所述下料管的入口端与所述下料漏斗的出口端通过中空螺丝固定连接。根据本发明，所述分散板靠近球形颗粒接料斗一端，所述支撑杆靠近半球形颗粒接料斗一端。根据本发明，所述分散板为弧形分散板或平板形分散板。根据本发明，所述弧形分散板和平板形分散板的形状没有特别的限定，其可以实现对物料的分散作用即可，示例性地，所述分散板为等腰梯形结构，上底边与支撑杆固定连接，由于其含有较长的下底边，其可以更好的实现对活性炭的分散作用。根据本发明，所述平板形分散板倾斜设置，所述平板形分散板低端与支撑杆相连，或者所述平板形分散板高端与支撑杆相连。根据本发明，所述平板形分散板与水平方向的夹角没有特别的限定，其可以实现其分散的作用和目的即可，示例性地，所述平板形分散板与水平方向的夹角为-30°～+30°，如-20°～+20°，例如-10°～+10°。根据本发明，所述弧形分散板沿弧形方向与支撑杆相连。根据本发明，所述弧形分散板的弧度和曲率半径没有特别的限定，其可以实现其分散的作用和目的，且还需要保证所述球形活性炭不会堆积在弧形分散板上面即可，示例性地，所述弧形分散板的弧度π/9-π/4，如π/6；所述弧形分散板的曲率半径为球形活性炭的5-25倍，如10-20倍。根据本发明，所述装置还包括支架，所述支架用于固定下料漏斗。根据本发明，所述传送带的材质为橡胶等可以实现球形活性炭的滚动，还可以保证非球形活性炭在其表面具有摩擦力。根据本发明，所述下料漏斗的数量没有特别的限定，其可以根据所述传送带的宽度进行合理的选择；本领域技术人员可以理解，为了增大过筛效率，所述下料漏斗的数量可以为至少一个，例如为2个或多个，但是所述下料漏斗的数量还需要考虑物料之间是否会相互影响。若为多个时，多个下料漏斗垂直于传送带运行方向设置，保证下落的物料之间不会相互影响。根据本发明，若设置多个下料漏斗，每个下料漏斗出口端需要分别设置下料管和助分离器。根据本发明，落到传送带上的颗粒受到重力与摩擦力的作用，由于球形颗粒与非球形颗粒形态的差异，导致二者的运动方式及运动阻力存在显著不同，球形颗粒为滚动，运动阻力小，下行速度快，非球形颗粒为滑动或是不动，运动阻力大，因而，随着传送带的向上传送作用，非球形颗粒实现上行运动，而球形颗粒依靠自身运动速度实现下行运动，在传送带转速合适的情况下，可以有效实现二者分离。下行运动的球形颗粒跌落至球形颗粒接料斗内，而非球形颗粒则上行至传送带最高端并跌落至非球形颗粒接料斗。而助分离器设置的目的是将来自于下料管中的物料经过助分离器中的弧形分散板，在惯性的带动下物料沿弧形方向飞出所述助分离器，物料作抛物线运动继续上升至最高点后下落至助分离器前端。或者，来自于下料管中的物料经过助分离器中的向下倾斜设置的平板形分散板，在惯性的带动下物料继续作平抛运动飞出所述助分离器，最后下落至助分离器前端。这可以有效避免来自于下料管的未经任何处理的物料全部堆积至传送带表面，这主要是避免由于物料中含有较多的非球形颗粒，可能会阻碍球形颗粒的运动方式，使球形颗粒随传送带发生上行运动而跌落至非球形颗粒接料斗中，这样造成物料的损失大大增加，不利于所述装置的推广使用。而设置助分离器后的物料沿弧形分散板飞出，并散落在传送带表面，各种形貌的颗粒之间无相互影响，或是影响效果较小，使得所述过筛装置的分离效率达到最佳。本发明还提供一种球形活性炭，其通过如上方法制备得到。优选地，所述球形活性炭的比表面积b低于1250m2/g。例如，600m2/g≤b≤1200m2/g。作为实例，700m2/g≤b≤1100m2/g。根据本发明，所述球形活性炭的中值粒径d50可以为0.2-1.5mm，例如0.5-1.3mm，如0.7-1.2mm，具体可以为0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm或1.2mm。优选地，所述球形活性炭的中值孔径为1～4nm，例如1.5～3.8nm，如1.8～3.8nm。根据本发明，所述球形活性炭的抗压强度可以为10-300n，例如40-150n，如50-140n，如50-130n。所述抗压强度是指每粒球形活性炭能够承受的最大压力值。所述球形活性炭的开裂率可以为小于10.0％，如1.0～10.0％，如1.5～6.0％，优选小于5.0％，如3.0～5.0％。根据本发明，所述球形活性炭的堆密度可以为300-1000g/l，优选为400-800g/l，例如450-700g/l。根据本发明，所述球形活性炭的碘吸附值为400-1100mg/g，优选为500-1000mg/g，例如600-950mg/g。本发明还提供所述球形活性炭作为吸附剂的用途。本发明所述的球形活性炭可以用于吸附有害性气体，如co、h2s、hcl、so2、nox中的一种或多种；或者，所述球形活性炭用于食品工业中，如作为准备和/或脱色食品。本发明还提供上述球形活性炭用于制备药物的用途。有益效果本发明提供球形活性炭的制备和筛选方法。发明人惊讶地发现，使用本发明的制备方法，能够以良好的收率和较低的成本制备得到具有较大粒径的球形活性炭，例如0.2-1.5mm或0.5-1.2mm的球形活性炭，甚至使得制备0.7-1.1mm的球形活性炭成为可能。所述筛选方法可以进一步地实现对球形活性炭中非球形颗粒进行筛去，进一步确保制备得到的产品的球形度的一致性；进一步地，所述活性炭具有优异的物理或机械特性，以及显著降低的开裂率。并且，所述活性炭还具有优异的吸附特性，可以高效地吸附有害性气体，如co、h2s、hcl、so2、nox中的一种或多种；或者，所述球形活性炭用于食品工业中，如作为准备和/或脱色食品。本发明的筛选方法具有较高的筛选效率和准确度，同时其自动化程度高，一次加料即可实现球形颗粒和半球形颗粒的过筛处理。所述筛选的操作过程大为简化，筛选效果及效率大大提高，非常适于规模化生产。本发明的筛选装置可用于各种球形粉末筛选分离，由于属于干式筛选，筛选过程不存在污染，不会对粉体材料产生任何不利影响，是一种安全有效的筛选方法。附图说明图1为本发明一个优选方案所述的助分离器的结构示意图，其中(a)为主视图，(b)为左视图，(c)为俯视图。图2为本发明一个优选方案所述的助分离器的结构示意图，其中(a)为主视图，(b)为左视图，(c)为俯视图。图3为本发明一个优选方案所述的装置的结构示意图。具体实施方式下文将结合具体实施例对本发明的制备方法做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。仪器和设备实施例中的比表面积通过microtracbelcorp.的型号为belsorpminiii的氮气物理吸附仪测试。抗压强度通过上海益环仪器科技有限公司的压力测试仪测试。实施例11.1球形聚合物基体的制备在50升的聚合釜中加入18升水，加热至45℃，在搅拌状态下分别加入10g碳酸镁、20g明胶和0.15g次甲基蓝，搅匀后加入由3kg甲基苯乙烯、1kg双戊烯和20g过氧化苯甲酰混合而成的油相，再加入1.0kg石蜡，封闭聚合釜，向聚合釜内通入干净的压缩空气，保持釜内气相压力为0.02mpa。然后，开启搅拌，将釜内液珠调至适当粒度，升温至80℃，保温12小时，再升温至100℃，保温20小时，经过滤、洗涤、干燥和筛选，得到白球状聚合物2.35kg。1.2磺化和碳化将质量比为1:1的步骤1.1得到的球形聚合物与浓硫酸混合，随后将混合物加入耐酸旋转管式炉，在氮气气氛下，以5℃/min的加热速度进行如下加热处理：加热至100℃，停留120分钟；加热至150℃，停留240分钟；以4℃/min的加热速度进行如下加热处理：加热至300℃，停留120分钟；加热至500℃，停留240分钟；然后加热至650℃，停留100分钟。降温，得到碳化产物。1.3活化在旋转管式炉中，流速比为1:4.5(l/min)的水蒸汽和氮气的混合气氛下，将步骤1.2得到的碳化产物以3℃/min的速度加热至800℃，停留360min后，再在流速比为1:4(l/min)的二氧化碳和氮气的混合气氛下，以3℃/min的速度加热至950℃，停留120min。降温，得到球形活性炭gsc1，收率以聚合物计为37％。产品中值粒径为0.75mm，中值孔径为3.50nm，比表面积为958m2/g，抗压强度79.90n，堆密度470g/l，开裂率4.72％。实施例22.1球形聚合物基体的制备在50升的聚合釜中加入20升水，加热至40℃，在搅拌状态下分别加入10g碳酸钙、20g聚乙烯醇和0.15g石油磺酸钙，搅匀后加入由3kg苯乙烯、1kg异戊二烯和20g偶氮二异丁腈混合而成的油相，再加入1.6kg甘油，封闭聚合釜，向聚合釜内通入干净的压缩空气，保持釜内气相压力为0.04mpa。然后，开启搅拌，将釜内液珠调至适当粒度，升温至80℃，保温12小时，再升温至100℃，保温20小时，经过滤、洗涤、干燥和筛选，得到白球状聚合物2.67kg。2.2磺化和碳化将质量比为1:1.5的步骤2.1得到的球形聚合物与so3混合，随后将混合物加入耐酸旋转管式炉，在氦气气氛下，以4℃/min的加热速度进行如下加热处理：加热至80℃，停留60分钟；加热至150℃，停留300分钟；以3℃/min的加热速度，在氧气的体积百分比为5％的混合气氛中，进行如下加热处理：加热至200℃，停留90分钟；加热至500℃，停留320分钟；然后加热至600℃，停留120分钟。降温，得到碳化产物。2.3活化在旋转管式炉中，体积比为1:4的水蒸汽和氮气的混合气氛下，将步骤1.2得到的碳化产物以3℃/min的速度加热至950℃，停留360min后，再在流速比为1:3(l/min)的二氧化碳和氮气的混合气氛下，以4℃/min的速度加热至950℃，停留120min。降温，得到球形活性炭gsc2，收率以聚合物计为39％。产品中值粒径为1.15mm，中值孔径为1.90nm，比表面积为956m2/g，抗压强度52.76n，堆密度460g/l，开裂率4.62％。实施例33.1球形聚合物基体的制备在50升的聚合釜中加入20升水，加热至40℃，在搅拌状态下分别加入12g碳酸镁、25g羧甲基纤维素钠和0.18g十二烷基苯磺酸钙，搅匀后加入由3.6kg二乙烯苯、1.2kg二乙二醇二乙烯基醚和25g过硫酸钠混合而成的油相，再加入2.2kg碳酸钠，封闭聚合釜，向聚合釜内通入干净的压缩空气，保持釜内气相压力为0.05mpa。然后，开启搅拌，将釜内液珠调至适当粒度，升温至90℃，保温9小时，再升温至120℃，保温20小时，经过滤、洗涤、干燥和筛选，得到白球状聚合物3.12kg。3.2磺化和碳化将步骤3.1得到的聚合物加入50升反应釜中，加入10kg质量浓度为105％的发烟硫酸，升温至110℃，保温16小时，降温后缓慢滴加水，釜满后抽出1/3液体，继续滴加水，如此操作至釜中硫酸浓度小于5％，经干燥，得到聚合物微球4.28kg。随后在氮气气氛下，将所述聚合物微球以3℃/min的加热速度进行如下加热处理：加热至120℃，停留110分钟；加热至180℃，停留250分钟；以3℃/min的加热速度，在氧气的体积百分比为1％的混合气氛中，进行如下加热处理：加热至250℃，停留360分钟；加热至450℃，停留240分钟；然后加热至700℃，停留90分钟。降温，得到碳化产物。3.3活化在旋转管式炉中，体积比为1:7(l/min)的水蒸汽和氮气的混合气氛下，将步骤1.2得到的碳化产物以3℃/min的速度加热至800℃，停留420min后，再在流速比为1:7(l/min)的二氧化碳和氮气的混合气氛下，以4℃/min的速度加热至950℃，停留200min。降温，得到球形活性炭gsc3，收率以聚合物计为42％。产品中值粒径为0.90mm，中值孔径为2.95nm，比表面积为1011m2/g，抗压强度78.24n，堆密度514g/l，开裂率3.32％。实施例44.1球形聚合物基体的制备在50升的聚合釜中加入18升水，加热至45℃，在搅拌状态下分别加入10g碳酸镁、20g明胶和0.15g次甲基蓝，搅匀后加入由3kg甲基苯乙烯、1kg双戊烯和20g过氧化苯甲酰混合而成的油相，再加入1.3kg硫酸镁，封闭聚合釜，向聚合釜内通入干净的压缩空气，保持釜内气相压力为0.02mpa。然后，开启搅拌，将釜内液珠调至适当粒度，升温至80℃，保温12小时，再升温至100℃，保温20小时，经过滤、洗涤、干燥和筛选，得到白球状聚合物2.51kg。4.2磺化和碳化将质量比为1:1.3的步骤4.1得到的球形聚合物与浓硫酸混合，随后将混合物加入耐酸旋转管式炉，在氮气气氛下，以2℃/min的加热速度进行如下加热处理：加热至60℃，停留60分钟；加热至130℃，停留100分钟；加热至160℃，停留150分钟；以3℃/min的加热速度，在氧气的体积百分比为3％的混合气氛中，进行如下加热处理：加热至400℃，停留240分钟；加热至550℃，停留240分钟然后加热至700℃，停留100分钟。降温，得到碳化产物。4.3活化在旋转管式炉中，体积比为1:6.5(l/min)的水蒸汽和氮气的混合气氛下，将步骤4.2得到的碳化产物以3℃/min的速度加热至750℃，停留300min后，再在流速比为1:5.5(l/min)的二氧化碳和氮气的混合气氛下，以2℃/min的速度加热至980℃，停留300min。降温，得到球形活性炭gsc4，收率以聚合物计为41％。产品中值粒径为0.55mm，中值孔径2.19nm，比表面积为704m2/g，抗压强度124.72n，堆密度675g/l，开裂率4.92％。实施例5碘吸附值的测定对上述实施例1-4制备得到的球形活性炭gsc1-gsc4进行碘吸附值的测定，测试方法根据gb/t12496.8-2015《木质活性炭试验方法碘吸附值的测定》进行。所述测定结果如表1所示。表1实施例1-4制备得到的球形活性炭的碘吸附值实施例碘吸附值(mg/g)实施例1800实施例2780实施例3950实施例4600实施例6如图1-图2所示，本实施例提供一种筛选装置，所述装置包括传送带1、下料漏斗5、球形颗粒接料斗3、半球形颗粒接料斗4、下料管2、助分离器6；所述传送带的材质为橡胶，保证非球形活性炭可以在摩擦力的作用下停留在传送带表面，进而被筛选过滤；所述下料管2的入口端与所述下料漏斗5的出口端通过中空螺丝21固定连接，用于出料；所述助分离器6包括支撑杆61和分散板62，所述支撑杆61一端与分散板62相连，所述支撑杆61另一端与靠近下料管2的出口端一侧的管壁固定连接，且所述分散板62靠近球形颗粒接料斗3一端，所述支撑杆61靠近半球形颗粒接料斗4一端；所述分散板62用于分散物料；所述下料漏斗的数量为2个，所述2个下料漏斗垂直于传送带运行方向设置。保证下料漏斗下落的物料之间不会相互影响。且2个下料漏斗出口端需要分别设置下料管和助分离器。所述传送带1倾斜设置，且在靠近传送带1较低一端设置球形颗粒接料斗3，用于盛装球形颗粒，在靠近传送带1较高一端设置半球形颗粒接料斗4，用于盛装半球形颗粒；所述助分离器6设置在传送带1顶部。所述分散板62平板形分散板；所述平板形分散板倾斜设置，所述平板形分散板低端与支撑杆相连，或者所述平板形分散板高端与支撑杆相连。所述平板形分散板与水平方向的夹角为-20°～+20°。实施例7如图1和图3所示，本实施例提供一种筛选装置，所述装置包括传送带1、下料漏斗5、球形颗粒接料斗3、半球形颗粒接料斗4、下料管2、助分离器6；所述传送带的材质为橡胶，保证非球形活性炭可以在摩擦力的作用下停留在传送带表面，进而被筛选过滤；所述下料管2的入口端与所述下料漏斗5的出口端通过中空螺丝21固定连接，用于出料；所述助分离器6包括支撑杆61和分散板62，所述支撑杆61一端与分散板62相连，所述支撑杆61另一端与靠近下料管2的出口端一侧的管壁固定连接，且所述分散板62靠近球形颗粒接料斗3一端，所述支撑杆61靠近半球形颗粒接料斗4一端；所述分散板62用于分散物料；所述下料漏斗的数量为2个，所述2个下料漏斗垂直于传送带运行方向设置。保证下料漏斗下落的物料之间不会相互影响。且2个下料漏斗出口端需要分别设置下料管和助分离器。所述传送带1倾斜设置，且在靠近传送带1较低一端设置球形颗粒接料斗3，用于盛装球形颗粒，在靠近传送带1较高一端设置半球形颗粒接料斗4，用于盛装半球形颗粒；所述助分离器6设置在传送带1顶部。所述分散板62为弧形分散板，所述分散板为等腰梯形结构，上底边与支撑杆固定连接，由于其含有较长的下底边，其可以更好的实现对活性炭的分散作用；所述弧形分散板的弧度π/6；所述弧形分散板的曲率半径为球形活性炭的10-20倍。实施例8本实施例提供上述实施例6和7的筛选装置的使用方法，所述物料具体选自实施例1-4活化后的产物，将待筛选的物料置于下料漏斗内，开启漏斗下方的开关，下料漏斗内的物料顺着下料管落到分散板上，在分散板的分散作用下，飞向传送带上，落到传送带上的颗粒受到重力与摩擦力的作用，由于球形颗粒与非球形颗粒形态的差异，导致二者的运动方式及运动阻力存在显著不同，球形颗粒为滚动，运动阻力小，下行速度快，非球形颗粒为滑动或是不动，运动阻力大，因而，随着传送带的向上传送作用，非球形颗粒实现上行运动，而球形颗粒依靠自身运动速度实现下行运动，在传送带转速合适的情况下，可以有效实现二者分离。下行运动的球形颗粒跌落至球形颗粒接料斗内，而非球形颗粒则上行至传送带最高端并跌落至非球形颗粒接料斗。而助分离器设置的目的是将来自于下料管中的物料经过助分离器中的弧形分散板，在惯性的带动下物料沿弧形方向飞出所述助分离器，物料作抛物线运动继续上升至最高点后下落至助分离器前端。或者，来自于下料管中的物料经过助分离器中的向下倾斜设置的平板形分散板，在惯性的带动下物料继续作平抛运动飞出所述助分离器，最后下落至助分离器前端。这可以有效避免来自于下料管的未经任何处理的物料全部堆积至传送带表面，这主要是避免由于物料中含有较多的非球形颗粒，可能会阻碍球形颗粒的运动方式，使球形颗粒随传送带发生上行运动而跌落至非球形颗粒接料斗中，这样造成物料的损失大大增加，不利于所述装置的推广使用。而设置助分离器后的物料沿弧形分散板飞出，并散落在传送带表面，各种形貌的颗粒之间无相互影响，或是影响效果较小，使得所述过筛装置的分离效率达到最佳。对上述实施例1-4制备得到的球形活性炭gsc1-gsc4的筛选结果进行测定，根据上述测定的活化后的产物的开裂率假定产物中含有此含量的非球形活性炭，通过实施例6或7所述的筛选装置筛选后，从球形颗粒接料斗3中随机称取1000g筛选后的球形活性炭(约200颗球形活性炭)。采用人工筛选的方式，筛选出其中的非球形颗粒所占的百分含量，所述测定结果如表2所示。表2实施例1-4制备得到的球形活性炭经过筛选后的筛选结果实施例筛选前(开裂率％)筛选后(个数百分含量％)实施例14.721.5实施例24.622.0实施例33.320.5实施例44.920.5从表2可以看出，本申请的筛选装置具有较好的筛选效果，其可以实现球形活性炭和非球形活性炭的较好的分离。以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12