專利名稱：新型結(jié)構(gòu)的球形活性炭的制作方法
專利說明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及一種活性炭，更具體地說，是涉及一種適用于活性炭層堆砌高度較大的球形活性炭。
二背景技術(shù)：
活性炭由于其較高的吸附比表面積，發(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)和一定的官能團(tuán)的表面結(jié)構(gòu)，它對(duì)氣體、溶液中的有機(jī)或無機(jī)物質(zhì)以及膠體顆粒等都有很強(qiáng)的吸附能力，它的化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度及耐酸、耐堿、耐熱等性能，使得它在各行各業(yè)都有其廣泛而重要的用途。
球形活性炭作為活性炭的品種之一，它的特殊的結(jié)構(gòu)與性能使其越來越受到人們的廣泛重視?，F(xiàn)有技術(shù)的球形活性炭，為了充分發(fā)揮活性炭材料的活性功能，保證球形活性炭有足夠的比面積，球形活性炭的球徑都比較小，一般都在0.3-2.0mm之間。如專利號(hào)為ZL85102191的中國(guó)發(fā)明專利，公開了一種以煙煤為活性炭材料，用圓盤機(jī)制備成的球形活性炭，其球徑為0.3-0.8mm；公開號(hào)為CN1102427C與CN1075539C分別公開了一種以酚醛樹脂為原料，采用乳化方法制備成的球形活性炭，球徑為0.45-1.25mm，與以糠醛渣為原料用擠壓成形方法制備成的球形活性炭，球徑為2mm左右?，F(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的球形活性炭，用于活性炭堆砌層高度不大場(chǎng)合，具有比較好的使用效果，但當(dāng)其用于床內(nèi)活性炭堆砌層高度比較大的固定床氣體處理裝置，由于氣體壓力降較大，其使用效果不夠理想。
現(xiàn)有技術(shù)的球形活性炭，由于市售球形活性炭的粒徑一般較小，大粒徑的球形活性炭?jī)r(jià)格較昂貴且供應(yīng)量不足，因此目前規(guī)模較大的氣體處理工程中所使用的活性炭，以及對(duì)活性炭有各種專門應(yīng)用性要求的場(chǎng)合，活性炭的形體結(jié)構(gòu)多為非球形體結(jié)構(gòu)。如公開號(hào)為CN1066255A中國(guó)專利公開的用于脫除煙道氣中SO2，以植物性的廢棄物糠醛渣為材料采用擠壓成型法制備成的活性炭，活性炭產(chǎn)品的體形結(jié)構(gòu)為非園形；公開號(hào)為CN88101457中國(guó)專利公開的以糠醛渣為材料制備成活性炭，其體形結(jié)構(gòu)為柱體狀；公開號(hào)為CN1067026中國(guó)專利公開的以糠醛渣制備成的脫硫用活性炭，其體形結(jié)構(gòu)為顆粒狀。這些現(xiàn)有技術(shù)公開的活性炭，都為實(shí)體結(jié)構(gòu)，且表面都存在著棱邊，其不足的地方，一是活性炭體之間形成的流體流道流體力學(xué)性能不好，流體阻力大；二是活性炭體中間部分的活性炭性能難以得到充分發(fā)揮，活性炭的性價(jià)比低。
三、實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)體形結(jié)構(gòu)的活性炭存在的不足，本實(shí)用新型的目的旨在提供一種大粒徑的新型結(jié)構(gòu)的球形活性炭，以解決現(xiàn)有技術(shù)體形結(jié)構(gòu)的活性炭存在的活性炭體之間形成的流體流道流體力學(xué)性不好，活性炭材料不能都充分發(fā)揮其性能，活性炭性價(jià)比低等問題。
本實(shí)用新型的上述目的可通過采用以下體形結(jié)構(gòu)的球形活性炭來實(shí)現(xiàn)適用于活性炭層堆砌高度較大的球形活性炭，其體形結(jié)構(gòu)為至少含有一層由活性炭材料制成的活性炭球形外殼。而在活性炭球形外殼內(nèi)，可以是球形空腔，也可以是用于支撐活性炭球形外殼的球形內(nèi)核體。對(duì)于球形活性炭的兩種結(jié)構(gòu)，優(yōu)先選用后者，即活性炭球形外殼內(nèi)設(shè)計(jì)有用于支撐活性炭球形外殼的球形內(nèi)核體。所說的球形內(nèi)核體可以是由無機(jī)材料制備成的實(shí)心內(nèi)核球體，也可以是空心球體，當(dāng)然優(yōu)先選擇的結(jié)構(gòu)是實(shí)心內(nèi)核球體。所說的活性炭球形外殼的外徑為2-10mm，球形外殼的壁厚不小于0.5mm，優(yōu)先選擇的球形外殼的壁厚為1-1.5mm，即用于支撐活性炭球形外殼的球形內(nèi)核體的直徑比球形外殼的直徑小1-5mm，最好是小2-3mm。
上述所說的活性炭球形外殼，其構(gòu)成材料為植物廢棄料、煤焦粉配以致孔劑、粘合劑等，經(jīng)過碳化、活化處理后的多孔炭結(jié)構(gòu)材料。由其制備成的活性炭球形外殼，具有較大的比表面積和比較高的空隙率，及較高的吸附、催化功能。上述所說的球形內(nèi)核體，其構(gòu)成材料可以為粘土、高嶺土等無機(jī)材料，也可以是植物廢棄料，如果殼、竹屑、木屑、纖維素、木素等，或者是煤焦材料等。
本實(shí)用新型制備的球形活性炭，由于活性炭球形外殼直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)有技術(shù)的球形活性炭直徑，可達(dá)10mm，球形外殼內(nèi)是為其提供支撐作用的由無機(jī)材料制作的球形內(nèi)核體，因此，球形外殼的比表面積可達(dá)500-1000m2/g活性炭，球形活性炭的活性炭構(gòu)成材料都能發(fā)揮其活性功能。由于本實(shí)用新型制備的球形活性炭保持了球形活性炭所特有的表面光滑，球形度好，機(jī)械強(qiáng)度高等特點(diǎn)，又由于其球體直徑大，球形活性炭之間形成的流體流道流體力學(xué)性能好，流體阻力小，待處理流體通過活性炭層的壓力降小，因此，本實(shí)用新型制備的球形活性炭性價(jià)比高，特別適用于活性炭堆砌層高度比較大的固定床氣體處理裝置，可廣泛應(yīng)用于環(huán)保、化學(xué)化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域。
四

附圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖3是本實(shí)用新型又一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖4是本實(shí)用新型再一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖五具體實(shí)施方式
實(shí)施例1適用于高堆砌層的球形活性炭，其具體結(jié)構(gòu)如附圖1所示，活性炭球形外殼由經(jīng)碳化、活化處理后的多孔炭結(jié)構(gòu)材料制作，活性炭球形外殼內(nèi)是由粘土材料制作的球形實(shí)心內(nèi)核體2，活性炭球形外殼的平均直徑約為8mm，球形內(nèi)核體的平均直徑約為6mm。
實(shí)施例2適用于高堆砌層的球形活性炭，其具體結(jié)構(gòu)如附圖2所示，活性炭球形外殼1由經(jīng)碳化、活化處理后的多孔炭結(jié)構(gòu)材料制作，活性炭球形外殼內(nèi)是由粘土材料和有機(jī)廢料制作的球形實(shí)心內(nèi)核體3，活性炭球形外殼的平均直徑約為9mm，球形內(nèi)核體的平均直徑約為6mm。
實(shí)施例3適用于高堆砌層的球形活性炭，其具體結(jié)構(gòu)如附圖3所示，活性炭球形外殼1由經(jīng)碳化、活化處理后的多孔炭結(jié)構(gòu)材料制作，活性炭球形外殼內(nèi)是一球形空腔4，活性炭球形外殼的平均直徑約為5mm，球形外殼的壁厚平均直徑約為1.5mm。是本實(shí)用新型揭示的球形活性炭?jī)?yōu)先選擇的結(jié)構(gòu)形式。適用于對(duì)活性炭的比重要求較低場(chǎng)合。
實(shí)施例4適用于高堆砌層的球形活性炭，其具體結(jié)構(gòu)如附圖4所示，活性炭球形外殼1由經(jīng)碳化、活化處理后的多孔炭結(jié)構(gòu)材料制作，活性炭球形外殼內(nèi)是由粘土材料制作的球形空心內(nèi)核體5，即球形內(nèi)核體又含有一個(gè)球形空腔6，活性炭球形外殼的平均直徑約為10mm，球形內(nèi)核體的平均直徑約為7mm，且球形內(nèi)核體的壁厚約為1mm。
權(quán)利要求1.一種新型結(jié)構(gòu)的球形活性炭，其特征在于活性炭的體形結(jié)構(gòu)為至少含有一層由活性炭材料制成的活性炭球形外殼。
2.如權(quán)利要求1所述的新型結(jié)構(gòu)的球形活性炭，其特征在于活性炭球形外殼內(nèi)設(shè)計(jì)有用于支撐活性炭球形外殼的內(nèi)核體層。
3.如權(quán)利要求2所述的新型結(jié)構(gòu)的球形活性炭，其特征在于支撐活性炭球形外殼的內(nèi)核體層為由無機(jī)材料制備成的實(shí)心內(nèi)核球體。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的新型結(jié)構(gòu)的球形活性炭，其特征在于所說的活性炭球形外殼的直徑為2-10mm，球形外殼壁厚不小于0.5mm。
5.如權(quán)利要求4所述的新型結(jié)構(gòu)的球形活性炭，其特征在于活性炭球形外殼壁厚為1-1.5mm。
專利摘要本實(shí)用新型是一種新型結(jié)構(gòu)的球形活性炭，其體形結(jié)構(gòu)為至少含有一層由活性炭材料制成的球形外殼，球形外殼內(nèi)是球形內(nèi)核體，可由不同于球形外殼材料的無機(jī)材料制作，球形外殼的直徑可達(dá)10mm，球形外殼壁厚不小于0.5mm，最好為1－1.5mm。本實(shí)用新型揭示的球形活性炭，由于內(nèi)核體可由不同于球形外殼材料的無機(jī)材料制成，球形活性炭的比表面積可高達(dá)500－1000m
文檔編號(hào)C01B31/08GK2811261SQ200520034638
公開日2006年8月30日 申請(qǐng)日期2005年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月28日
發(fā)明者華堅(jiān), 尹華強(qiáng), 吳莉麗, 劉勇軍 申請(qǐng)人:四川大學(xué)