本發(fā)明涉及炭材料技術領域,具體涉及一種用粉末活性炭制備顆?;钚蕴康姆椒ā?/p>
背景技術:
活性炭作為一種炭基吸附材料,被廣泛應用于石化、行業(yè)、化工、食品、環(huán)保等行業(yè)中?;钚蕴堪赐庑畏?,可分為粉末活性炭和顆?;钚蕴浚m然粉末活性炭具有來源廣泛,生產成本低等優(yōu)點,但是與顆?;钚蕴肯啾?,其存在使用時粉塵污染嚴重,使用方式單一,再生和分離回收困難等缺點;顆?;钚蕴烤哂欣硐氲膸缀涡螤?,機械強度高,便于吸附裝置的設計,同時具有易再生,粉塵污染低等特點。隨著應用范圍的拓展和吸附裝置設計的多樣化,簡單的粉末活性炭已無法滿足市場需求,不同的吸附對象,不同的吸附裝置對活性炭的外形往往有不同需求(顆粒狀、片狀、柱狀、球形、餅狀等)。開發(fā)成熟可靠的活性炭成型技術,將粉末活性炭根據需求制成不同形狀顆?;钚蕴烤哂辛己玫膽们熬啊?/p>
成型活性炭的制備大多以粉末活性炭為主要原料,添加一定的粘結劑,在一定條件下成型得到成型活性炭。一個成熟、實用的成型工藝往往具有以下特征:(1)成型炭高強度;(2)不堵孔;(3)工藝環(huán)保;(4)工藝簡單易操作;(5)生產成本低。目前的成型工藝,通常只具備其中個別或部分特征,很難滿足市場對成型活性炭生產技術的需求。如專利(申請?zhí)朇N200910079495.0)公布了一種蜂窩狀活性炭的制造方法,該方法生產活性炭需要加入大量煤焦油做粘結劑,生產1噸活性炭約需1噸煤焦油,煤焦油中只有約30%成分形成固定炭留在炭化料中,其余約70%煤焦油揮發(fā)后易造成環(huán)境污染。專利(申請?zhí)?01010166141.2)公布了一種成型活性炭制造方法,該方法粉末活性炭和粘結劑需在二甲亞砜中混合均勻,二甲亞砜使用量達到50%,生產成本高,易造成環(huán)境污染。專利(CN201410028954.3)公布了一種聚氨酯發(fā)泡制備蜂窩活性炭的方法,該方法生產的成型活性炭易造成活性炭堵孔,其碘吸附值保持率在60~74%。
技術實現要素:
本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足,提供一種環(huán)保、低成本、易操作和活性炭吸附性保持率高的粉末活性炭成型工藝。
本發(fā)明通過以下方法實現,該方法包含以下步驟:
1)將粉末活性炭、粘結劑和水按照比例混合,在混捏機中混捏1~30min;
2)將步驟1)得到的混合物在一定壓力上壓成一定形狀,并將成型的活性炭成型體自然晾干;
3)將活性炭成型體入炭化爐炭化;
所述的步驟1)中粘結劑為腐殖酸鹽或富含腐殖酸的風化煤與堿混合得到的復合粘結劑,腐殖酸鹽為腐植酸鈉、腐植酸鉀、腐植酸銨和腐殖酸鈣中的一種或幾種,風化煤與堿混合得到的復合粘結劑,可由風化煤同碳酸鈉、氫氧化鈉、碳酸鉀、氫氧化鉀、氨水、液氨、氫氧化鈣、氧化鈣中的一種或幾種混合得到。
所述的步驟1)中粘結劑添加量為粉末活性炭、粘結劑混合物質量的5%~70%,水添加量為混合物總質量的:10%~90%。
所述的步驟2)中成型壓力為3~200MPa,活性炭成型體的形狀可為柱狀、片狀、條狀、球狀、餅狀、中空柱狀。
所述的步驟3)中炭化溫度控制為室溫開始以1~12℃/min的升溫速度升溫到600~1000℃后恒溫1~120min,自然冷卻至室溫。
所述的步驟3)中炭化過程在無氧、少氧或還原氣條件下進行。
本發(fā)明一種粉末活性炭制備顆?;钚蕴康姆椒ǖ挠幸嫘Ч?/p>
1)環(huán)境友好:本工藝選用的粘結劑為水相粘結劑,避免了混合過程中有機溶劑的使用,具有環(huán)境友好的優(yōu)點;
2)吸附性能保持率高:本工藝選用的腐殖酸鹽類粘結劑,具有分子直徑大,在適量水中呈膠裝體均勻分散的特點,得到的成型活性炭強度高,吸附性能保持率達到95%以上,解決了成型活性炭制備中,因粘結劑堵孔造成的活性炭吸附性能下降的問題;
3)工藝簡單易實現規(guī)模生產:本工藝共有混捏、成型、炭化3步工序組成,工序少且每部分工序操作簡單,有利于實現規(guī)模生產;
4)產品可滿足不同使用條件:經過高溫炭化處理后,成型活性炭化學性質穩(wěn)定,同時由于可制成不同形狀,對吸附過程中的溫度、壓力、吸附裝置等條件有較廣泛的適應能力。
具體實施方式
實施例1:
將粉末活性炭、腐植酸鈉和水按照10/1.5/30的比例混合,在混捏機中混捏30min后在液壓機上180MPa壓力下壓條成型,壓好的料條自然晾干后入炭化爐炭化。溫度控制為3℃/min升溫到600℃后保溫30min。反應器溫度降至室溫后取出制成的成型活性炭,其理化性能見表1。
實施例2:
將粉末活性炭、腐植酸鈉和水按照10/2/30的比例混合,在混捏機中混捏30min后在液壓機上180MPa壓力下壓條成型,壓好的料條自然晾干后入炭化爐炭化。溫度控制為3℃/min升溫到600℃后保溫30min。反應器溫度降至室溫后取出制成的成型活性炭,其理化性能見表1。
表1