[发明专利]一种工业生产活性炭的方法

说明书

本发明涉及一种化学法活性炭制造方法，特别是一种用氯化钙（CaCl₂）作活化剂的活性炭工业生产方法。

化学活性炭工业生产，过去和现在国内外都普遍采用氯化锌（ZnCl₂）法。其生产方法如南京林产工业学院主编“木材热解工艺学”第六章：“化学药品活化法生产活性炭”所述。它是将含炭物在ZnCl₂溶液中浸渍后，在适当的温度下，经过炭化活化与回收化学药品、酸处理、漂洗、粉碎、脱水、烘干等工序制取活性炭的一种方法。此法产品质量好而稳定，收率高，容易形成大生产能力，但ZnCl₂耗量大且原料紧，因而成本高，尤其是生产中泄放大量氯化氢，严重污染环境，日益为环境保护和治理所不容。

由于氯化钙化学性质非常稳定，在1600℃以下不分解，无毒，不污染环境，价格低廉，取代氯化锌作活化剂可以克服污染问题，因而国内外都在致力研究，此法在一些文献中（如美国J·W·哈斯勒著“活性炭净化”，中国建筑工业出版社出版，1980年4月第一版163页“用金属氯化物碳化”）也会提到，但至今还未见在工业生产活性炭中，成功应用CaCl₂作活化剂的方法。

本发明的目的就是提供一种既能克服上述ZnCl₂法的缺点，又能应用于工业生产的化学法活性炭生产方法。

本发明的目的可以通过下述技术方案来达到。采用如附图所示工艺流程，包括含炭物筛选、CaCl₂（氯化钙）溶液配制、含炭物的浸渍淘洗、炭化、活化，回收CaCl₂、洗除骨架CaCl₂、酸处理、漂洗、粉碎、脱水、干燥等工序，其特征在于：1.在工业生产活性炭中用CaCl₂作活化剂，2.活化温度选择在700℃～1000℃范围并保温10小时以上，3.洗除活化料中的骨架CaCl₂。上述技术方案的活化机理是：饱浸了CaCl₂的含炭物，当温度升至一定高度时，由于CaCl₂的熔、电离和强烈的吸水作用、芳香缩合作用而不使含炭物塑化、低分子化进而催化脱水，并形成缩紧的乱层微晶结构的炭。在这复杂的物理化学过程中，CaCl₂同时又呈均匀分布的骨架支撑在新生的炭体里面。新生的乱层微晶结构的炭，以它新生的鍵力与CaCl₂顽固地结合在一起，大约相当于炭体15%的骨架CaCl₂由于和炭体的这种结合变成即使强酸、强碱也难溶的CaCl₂，本方案的技术关鍵也就在于洗除骨架CaCl₂。在本发明中，洗除骨架采用经过特殊处理，去除了Ca⁺⁺、Cl^-的清水，这种特殊水称为处理水，对处理水的要求是Ca⁺⁺＜0.01%，Cl＜0.01%、CO^--≥0.5%。

处理水的制造在一普通硅酸盐水泥池内间歇进行。操作时在池内注存适量的待处理清水，通入蒸汽使水温保持在60℃以上。将10%Na₂CO₃液搅拌加入至水液刚显弱碱性，再将5%Ba（NO₃）₂液少量搅拌加入至池液碱性刚刚消失，然后加入少量10%H₂SO₄液至池液，取小样煮沸后经10%的BaCl₂液滴入至刚能发现有白色BaSO₄沉淀，再加入0.5%AgNO₃液至池液，取小样经过滤用0.5%AgNO₃液检查无浑浊现象时再往池液里补加相当于池液量1%左右Na₂CO₃以使水液呈微碱性为止，将沉淀物分离后即为符合要求的处理水。

本发明的优点是不污染环境，生产成本比ZnCl₂法小，产品性能全面，一炭多用，针对范围宽，质量优于部标（林业部标准LY216-79），以一级品为例，本方法生产的活性炭，脱色力A法焦糖色100～120%，亚甲兰（ml）14～18。

附图说明：

1-含炭物筛选。    9-中检

2-CaCl₂溶液配制 10-酸处理

3-含炭物浸渍、淘洗    11-漂洗

4-炭化    12-成品检验

5-活化    13-粉碎