[发明专利]制备竹基活性炭的方法及其生产装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种竹基活性炭的制备方法和生产装置。

背景技术

活性炭是具有发达空隙结构、巨大比表面积和吸附能力的优良吸附剂，其性质稳定，不溶于水和有机溶剂，能耐酸碱，使用失效后容易再生。活性炭种类很多，但活性炭制造和应用的历史证明，竹、木质原料生产的活性炭与其他原料生产的活性炭相比具有总孔容积大、比表面积大、反应活性大及杂质少等优点。但随着全社会环境意识的提高，为保护森林资源，国家明文规定严禁乱砍乱伐，因此木质活性炭的原料日益贫乏。而竹材具有生长速度快、成材周期短的特点，因而其资源相对丰富，故有必要大力加以开发。

竹基活性炭现有制备技术主要有土窑法、改进土窑法和干馏法等。土窑法的缺点是人为影响因素多，物料加热不均匀，炭化温度低，活化剂与物料接触不均，制得的竹基活性炭质量稳定性差，同时存在氧化问题，出炭率较低，且周期长。改进土窑法虽然较土窑法有所改进，但是整体上仍存在着土窑法的缺点。现行的干馏法使用的炭化炉精炼温度低，竹基活性炭炭质量难保证，并且干馏釜容积小，产量低。

公开号为CN1229120A的竹炭生产工艺，它采用螺旋进火道焖烧法烧制竹炭，此工艺简单，普通化，但是能耗大，废热较多，烧制周期长，人为因素多，产品质量稳定性差，而且其缺乏竹炭活化工艺，实质上该工艺是一种炭化工艺，所以这种工艺生产的竹炭各项指标如吸附性能、耐压强度和堆密度等均不如竹基活性炭好。

公开号为CN101195485A公开了一种“竹质活性炭的制备方法”，它的生产步骤包括：（1）原料准备；（2）干馏，将竹片进行干馏，得到灰分小于4%、固定碳大于70%、挥发份小于25%的炭化料；（3）破碎、磨粉，将干馏后的炭化料破碎，要求物料颗粒小于30×30mm，然后用磨粉机磨至200目；（4）捏合、成型，按炭粉：煤焦油：水=100：34～38：8～16的重量分数，先将炭粉倒入捏合锅内开动机器，然后加入煤焦油，待充分搅拌后，再将水加入其中，继续搅拌，有效搅拌时间为15min～25min，整个捏合过程中其温度保持在45℃～60℃，然后液压成型，压条采用两次成型工艺；（5）炭化，将上述成型的物料在炭化炉内炭化，炭化炉头温度450℃～540℃，炉尾温度240℃～300℃；（6）活化，将上述炭化后物料采用水蒸汽进行活化，活化炉温度控制在850℃～920℃；(7)酸洗。所用煤焦油沥青含量大于55%，捏合锅为带夹套可以用蒸汽加热的设备，采用液压机做成型设备，压条采用两次成型工艺，第一次成型压力控制在16Mpa～22Mpa，二次成型压力控制在16Mpa～22Mpa。所用到炭化炉为廻回转式炭化炉，活化炉为斯列普活化炉或转炉，炭化料用鄂式破碎机破碎。用浓度为5.0%的盐酸溶液对生产出的活性炭进行酸洗。用该方法生产的活性炭具有很高的强度和适当的堆积比重、比表面积大、孔隙结构分布均匀、大大降低活性炭中杂质含量，提高了产品的质量。但是该方法先将竹材干馏，后加工处理再进行炭化活化，能耗大，余热利用和干馏副产品回收不足，竹材综合利用率低，另外加工处理还用到煤焦油，其在活化过程中会产生大量的污染气体。

CN1333180A公开了“由竹质原料制备活性炭的方法”，该工艺包括：（1）把毛竹、竹枝或竹制品加工废料进行切片、筛选，竹屑经筛选或将竹屑筛选成型；（2）在炭化炉中将竹原料进行低温干馏炭化，干馏温度200℃～600℃；（3）在微量氧存在的条件下，将炭化后的炭化料放入活化炉中，在高温下用过热蒸汽进行活化，活化温度为400℃～850℃；（4）活化过的活性炭再经破碎、水洗、干燥、分级筛选，便得到实用的活性炭。该工艺提出，在炭化之前，可将（1）的原料用氯化锌和双氧水的混合液浸渍，或者用磷酸和双氧水的混合液浸渍，制出的竹质活性炭，在同等条件下，其亚甲基蓝脱色力较木质活性炭提高了20%。使用的炭化炉或是平板炉、回转炉、隧道炉、立式炉、双排炉或焖烧炉。所用到的挤出机是液压挤压机或螺旋挤压机。但平板炉受热不均匀，使原料的反应不均匀，影响产品的得率和质量，单一外热式加热炉和外热式卷炉存在原料易结壁，滚动结球、结块等问题，影响产品质量。