專利名稱：以茶葉加工下腳料為原料制備活性炭的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及活性炭的制備方法，特別是涉及一種以生產(chǎn)茶葉的下腳料為原料制備活性炭的方法。
背景技術(shù)：
活性炭被廣泛應(yīng)用于石油、醫(yī)藥、化工、食品、國防工業(yè)、安全防護、環(huán)境保護等領(lǐng)域。據(jù)粗略統(tǒng)計，全國活性炭年產(chǎn)量達25萬噸以上，制造活性炭的原料也多種多樣，有木質(zhì)、煤質(zhì)、果殼等。雖然木質(zhì)原料生產(chǎn)的活性炭與其它原料生產(chǎn)的活性炭相比具有四大優(yōu)點總孔容積大，比表面積大，反應(yīng)活性大，雜質(zhì)少，但以犧牲森林資源和破壞環(huán)境為代價生產(chǎn)活性炭，已不能適合社會可持續(xù)發(fā)展的需要。
為保護森林資源，改善環(huán)境質(zhì)量，國家已明文規(guī)定，嚴禁亂砍亂伐森林，因此木質(zhì)活性炭的原料日漸貧乏。為此，必須尋找活性炭生產(chǎn)的替代原料，而在我國東部、中部、西南及華南廣大地區(qū)，茶葉生產(chǎn)資源都相當(dāng)豐富，茶葉生產(chǎn)中每年都伴有大量的下腳料，這些下角料由于不能再用來制茶，因此目前多用作肥料。然而，我們通過大量實驗研究發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)茶葉的下腳料卻是生產(chǎn)活性炭的好原料，用它生產(chǎn)的活性炭具有孔容大、比表面積大、活性高、雜質(zhì)少的特點，其質(zhì)量比傳統(tǒng)木質(zhì)原料生產(chǎn)的活性炭的吸附性能更好。如果加以開發(fā)利用，不但可制得優(yōu)質(zhì)活性炭，而且具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種由生產(chǎn)茶葉的下腳料為原料制備活性炭的方法。該方法有效解決了以木質(zhì)為原料制備活性炭所造成的森林資源的破壞，且以該方法所生產(chǎn)的活性炭具有孔容大、比表面積大、活性高、雜質(zhì)少、吸附性能高的特點。
本發(fā)明的目的是通過實施如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
以茶葉加工下腳料為原料制備活性炭的方法，其特征在于包括如下工藝步驟A、原料篩選或原料成型將原料切碎，過目篩，去除雜物后選取≤0.5cm×lcm的原料作為物料；或者將前述篩選出的物料先干燥到含水量小于20％，再經(jīng)成型設(shè)備擠壓成型后備用；所述成型設(shè)備選用螺旋擠出機或液壓擠壓機。
B、炭化將經(jīng)步驟A篩選或成型后的物料置于炭化爐中，并于200～600℃的溫度下，每噸干餾2～4小時，至炭化程度達到70～90％時經(jīng)擠壓成型得炭化料；所述干餾的最佳溫度范圍為300～450℃。
本發(fā)明在進行步驟B之前，還可增加一步工序，即將經(jīng)步驟A得到的物料用磷酸和雙氧水的混合溶液進行浸漬處理，其中相對每噸物料，磷酸的量為50～100Kg，雙氧水的量為3～20Kg。
C、活化將步驟B制得的炭化料放入活化爐中，用過熱蒸汽于400～850℃的溫度下每噸活化2～4小時得活化料；所述炭化料的最佳活化溫度為400～600℃。
所述炭化爐或活化爐選用平板爐、回轉(zhuǎn)爐、隧道爐、立式爐、雙排爐或燜燒爐。
D、后處理將步驟C制得的活化料經(jīng)破碎、水洗、干燥或在水洗之前先酸洗、再經(jīng)水洗和干燥后即得到活性炭，所得活性炭經(jīng)分級過篩或研磨處理后，進一步分別制得不定型顆?；钚蕴亢头蹱罨钚蕴?。
所述活性炭的產(chǎn)率為12.5～25％。
經(jīng)檢測，本發(fā)明所制得的活性炭的各項技術(shù)參數(shù)如下對0.15亞甲基蘭脫色力 120ml/g～300ml/g焦糖脫色力 100～130％碘值 1000mg/g～1400mg/g比表面積 1000cm2/g～2000cm2/g總孔容積 0.55cm3/g～1.25cm3/g總鐵含量 ≤0.05％灰份 ≤3.5％強度 80～95％pH4～9本發(fā)明的優(yōu)點在于本發(fā)明有效解決了以木質(zhì)為原料制備活性炭所造成的森林資源的破壞，且以該方法所制出的活性炭不但具有木質(zhì)活性炭所有的優(yōu)點，而且在同等工藝條件下，其脫色力可提高20％以上，同時還具有孔容更高、比表面積更大和雜質(zhì)含量更低的特點，尤為重要的是開發(fā)出了制造優(yōu)質(zhì)活性炭的新原料，更合理地利用了資源。
具體實施例方式
實施例1一種以茶葉加工下腳料為原料制備活性炭的方法，其特征在于包如下工藝步驟A、原料篩選選取茶葉加工下腳料10噸，切碎，過目篩，篩選出碎渣，得到≤0.5cm×1cm的物料9.5噸。
B、炭化將篩選好的物料加入到立式炭化爐中，每次加料500Kg，每小時出料一次，邊出料邊加料，并于450℃的溫度下干餾炭化20小時，得炭化料2.95噸，測得的技術(shù)參數(shù)如下?lián)]發(fā)份24.0％、灰份1.8％、水份2.60％、固定炭71.60％。
C、活化將制得的2.95噸炭化料放入回轉(zhuǎn)式活化爐中，用過熱蒸汽于760℃的溫度下活化14小時得活化料。
D、后處理將制得的活化料經(jīng)破碎、水洗、干燥即得到活性炭918Kg；再將所制得的活性炭經(jīng)分級篩選得到粒度為8×30目的顆?；钚蕴?50Kg，篩下物168Kg；再將168Kg篩下物經(jīng)進一步水洗、烘干后研磨得粉狀活性炭158Kg。
經(jīng)檢測，所得不定型顆?；钚蕴康募夹g(shù)參數(shù)如下碘值1148.5mg/g對0.15亞甲基蘭脫色力195ml/g比表面積1465cm2/g總孔容積0.75cm3/g(其中中孔容積0.45cm3/g)總鐵含量0.04％灰份2.50％強度85％pH值9所得粉狀活性炭的技術(shù)參數(shù)如下
對0.15亞甲基蘭脫色力 210ml/g比表面積 1530cm2/g總鐵含量 0.016％灰份 2.10％pH值 6實施例2一種以茶葉加工下腳料為原料制備活性炭的方法，其特征在于包括如下工藝步驟A、原料定型及浸漬將原料切碎，過目篩，去除碎渣后選取≤0.5cm×1cm的原料作為物料，同時將其干燥到含水量小于20％，取處理好的物料1噸，加入20Kg雙氧水和80Kg磷酸混合液浸漬12小時。
B、炭化將浸漬過的物料放進平板式炭化爐中，并于280～300℃的溫度下干餾炭化60分鐘得炭化料。
C、活化將制得的炭化料放入雙排式活化爐中，先用過熱蒸汽于450℃的溫度下活化3小時得活化料，隨即再將活化料放入回收池，加熱水溶解活化料中的殘留磷酸，回收磷酸，直至池中活化料中不含磷酸。
D、后處理將已去除磷酸的活化料移入漂洗池，用熱水漂洗6次，然后烘干、研磨，得粉狀活性炭200Kg。
經(jīng)檢測，所得粉狀活性炭的技術(shù)參數(shù)如下對0.15甲基蘭脫色力270ml/g總鐵含量 0.030％灰份 3.20％pH值 4.2。
權(quán)利要求
1.以茶葉加工下腳料為原料制備活性炭的方法，其特征在于包括如下工藝步驟如下A、原料篩選或原料成型將原料切碎過篩，去除雜物后選取≤0.5cm×1cm的原料作為物料；或者將前述篩選出的物料先干燥到含水量小于20％，再經(jīng)成型設(shè)備擠壓成型后備用；B、炭化將經(jīng)步驟A篩選或成型后的物料置于炭化爐中，并于200～600℃的溫度下，每噸干餾2～4小時，至炭化程度達到70～90％時經(jīng)擠壓成型得炭化料；C、活化將步驟B制得的炭化料放入活化爐中，用過熱蒸汽于400～850℃的溫度下每噸活化2～4小時得活化料；D、后處理將步驟C制得的活化料經(jīng)破碎、水洗、干燥或在水洗之前先酸洗、再經(jīng)水洗和干燥后即得到活性炭，所得活性炭經(jīng)分級過篩或研磨處理后，進一步分別制得不定型顆?；钚蕴亢头蹱罨钚蕴?。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述成型設(shè)備選用螺旋擠出機或液壓擠壓機。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在進行步驟B之前，增加的一步工序為將經(jīng)步驟A得到的物料用磷酸和雙氧水的混合溶液進行浸漬處理，其中相對每噸物料，磷酸的量為50～100Kg，雙氧水的量為3～20Kg。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述炭化料的活化溫度為400～600℃。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述炭化爐或活化爐選用平板爐、回轉(zhuǎn)爐、隧道爐、立式爐、雙排爐或燜燒爐。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述干餾的溫度范圍為300～450℃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種由生產(chǎn)茶葉的下腳料為原料制備活性炭的方法，包括如下工藝步驟原料篩選或原料成型、炭化、活化及后處理；本發(fā)明有效解決了以木質(zhì)為原料制備活性炭所造成的森林資源的破壞，且以該方法所制出的活性炭不但具有木質(zhì)活性炭所有的優(yōu)點，而且在同等工藝條件下，其脫色力可提高20％以上，同時還具有孔容更高、比表面積更大和雜質(zhì)含量更低的特點，尤為重要的是開發(fā)出了制造優(yōu)質(zhì)活性炭的新原料，更合理地利用了資源。
文檔編號C01B31/00GK1724348SQ200510021238
公開日2006年1月25日 申請日期2005年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月11日
發(fā)明者高逸, 林琳 申請人:高逸, 林琳