[其他]利用新型碳质原料制备活性炭的方法

说明书

本发明涉及一种用气态活化剂制备活性炭的方法，特别是一种采用工业废渣作碳质原料制备活性炭的方法。

目前用气态活化剂制备活性炭的方法，通常采用木材、煤炭、果壳等作碳质原料，用蒸汽、燃烧气或它们的混合气体作为活化介质，经混捏、造粒、干燥、炭化、活化、净化等主要常规工序。炭化及活化阶段一般要在460-600℃温度条件下活化24-72小时。例如以木材或木材废料作碳质原料制备活性炭，由于活化需24-48小时，因而制造工艺中周期长，能耗大，产品得率低，再加上原料缺且价格高，使其生产和使用都受到了一定限制。如采用烟煤、长烟煤或褐煤等作为碳质原料，需加煤焦油，煤沥青、石油沥青粘合剂进行混捏，造粒。以上粘合剂货源短缺，价格昂贵，同时活化周期长达72小时，能耗高，产率低，生产成本相应提高，使生产规模受到一定限制。

工业生产糠醛的糠醛废渣，含大量H₂SO₄和SO^-2₄离子。如果将糠醛废渣作燃料，要放出大量SO₂气体，腐蚀锅炉、管道;用作有机肥料施入土壤中，糠醛废渣中的大量H₂SO₄会破坏土壤;同样也不能作饲料。加之糠醛废渣比重小，数量大，占地面积多，所以堆集如山的糠醛废渣是目前一种严重影响环境的工业废料。

本发明的目的是选用对环境有污染影响而各种条件又适合制备活性炭的廉价工业废料作原料来代替大量的木材、煤炭、煤焦油、煤沥青、石油沥青等紧缺原料制备多规格多性能的活性炭产品。开发提供生产活性炭新型碳质原材料，降低活性碳成本，扩大活性炭使用市场，减少污染而治理污染。

该制备方法采用碳质原料，经混捏、造粒、干燥、炭化、活化、净化等本技术领域主要常规工序，并采用本领域常用设备制备活性炭。与现有技术不同之点在于本发明采用生产糠醛的糠醛废渣作为碳质原料，造粒后可采用自然风干或50-200℃下干燥2-8小时，再进行炭化，活化。由于糠醛废渣本身多种有机质在最佳炭化温度条件下分解和SO^-2₄离子在活化阶段共同起到的催化造孔作用，使产品在制备过程中比起采用其它碳质原料更易活化，因而使产品得率提高，能耗大幅度降低。炭化条件为在300-550℃下炭件0.5-2小时，最佳条件为380-400℃下炭化40分钟，再在800-1000℃下用水蒸汽或高温烟道气与水蒸汽的混合气体活化2-16小时，最佳条件为950-1000℃下用同种活化气体活化2-4小时。最后经净化、干燥，必要时粉碎至各种目数包装。

糠醛废渣来源广，数量大，该制备方法不仅可以除掉大量糠醛废渣减少环境污染和占地面积，同时因糠醛废渣价格十分便宜，经济效益十分显著。如按我国年计划产糠醛7万吨计，每年可排出182万吨湿基糠醛废渣。活性炭的产率平均是湿基糠醛废渣的11.72%，每年排出的糠醛废渣可制备活性炭21.33万吨，按国内市场活性炭平均售价4200元/吨计，每年所排出的糠醛废渣就可获益8.959亿元，经济效益十分可观。按我国目前年需用各种活性炭5万吨计，除满足我国市场需用外，还可出口16.33万吨。如果用木材作为碳质原料，每吨活性炭平均用木材8-9吨，用糠醛废渣作为碳质原料，每年还可节约木材191.98万吨。同时从前面数据可看出，采用糠醛废渣作为碳质原料，炭化和活化的时间及炭化的温度都有所缩短和降低，而因能耗降低，生产周期缩短，加上产品得率的提高，生产成本大大降低，其经济效益比用其它碳质原料可提高1-1.5倍。采用本制备活性炭的方法，不需任何粘合剂，颗粒强度是利用糠醛废渣本身多种有机质在最佳炭化温度下分解收缩和炭的结晶形成骨架而形成。因而本发明不仅可节约大量木材、煤炭，还可节约大量的煤焦油、煤沥青、石油沥青等化学工业和其它工业的紧缺原料。采用本发明还可在不同炭化、活化工艺条件下，制成各种不同孔径的多种性能的优良活性炭产品，产品比表面积可控制在600-1000m²/g，亚甲基兰吸附值在180-260mg/g，对食品、化工等工业是一种优良的吸附剂和脱色剂，尤适用于饮用水和气体净化及污水处理，还可用作催化剂载体等。

下面是本发明的二实施例。

例1：采用某糠醛化工厂含50%水份的湿基糠醛废渣4400克经除杂质后进行混捏，在螺旋挤压机中造粒为φ3.5mm，L10-20mm的圆柱状颗粒，自然风干6小时，380-400℃温度范围内恒温炭化40分钟，900℃时用水蒸汽活化2小时，得到545.6克以下圆柱状颗粒活性炭产品：