一种物理法活性炭的生产方法及其应用与流程

1.本发明属于精细化工技术领域，尤其涉及一种物理法活性炭的生产方法及其应用。

背景技术：

2.活性炭材料是经过加工处理所得的无定形碳，具有很大的比表面积，对气体、溶液中的无机或有机物质及胶体颗粒等都有良好的吸附能力。活性炭材料主要包括活性炭和活性炭纤维等。活性炭材料作为一种性能优良的吸附剂，主要是由于其具有独特的吸附表面结构特性和表面化学性能所决定的。活性炭材料的化学性质稳定，机械强度高，耐酸、耐碱、耐热，不溶于水与有机溶剂，可以再生使用，已经广泛地应用于化工、环保、食品加工、冶金、药物精制、军事化学防护等各个领域。
3.目前来说，活性炭的生产方法主要有物理法和化学法，物理法对反应条件要求较高，对原料的要求而言比较高，因此成本较高，并且适用性并不强。

技术实现要素：

4.本发明的目的之一在于提供一种物理法活性炭的生产方法，所述生产方法包括以下步骤：
5.1)造孔：将酸洗后的原料混入造孔剂进行造孔；
6.2)炭化：在高温烧结炉中，通入氮气的氛围下进行炭化1-20h，形成炭粗物料；
7.3)活化：活化炉中，通入水蒸气进行活化，温度为800-900℃；
8.4)冷却：将步骤3)中活化后的炭粗物料进行加入滚筒中，随着滚筒的翻滚，其中的炭粗物料不停翻转，滚筒外冲冷却水，将滚筒内的炭粗物料进行冷却；
9.5)收集：将冷却后的炭粗物料进行镭磨粉碎，除杂之后收集，即得活性炭。
10.优选地，所述步骤1)造孔之前还包括2个步骤：a.原料预处理：将珊瑚、核桃壳、蓝藻、煤渣、木屑按照质量比为2-5:1.2-6:15-18:3-8:20-35准备，并且预处理；b.清洗：将步骤a中预处理后的原料采用氧化酸进行酸洗2-5小时，再用蒸馏水冲洗若干次至中性，烘干至含水量低于20-30％。
11.更优选地，所述步骤a中，预处理过程为：将珊瑚放入烘干机中100-500℃烘干至含水量低于30％，将蓝藻自然晾干至含水量低于20％后，将烘干后的珊瑚、核桃壳、蓝藻、煤渣和木屑放入挤条机中挤条，成为柱状。
12.更优选地，所述步骤b中，氧化酸为亚硝酸。
13.更优选地，所述的步骤1)中造孔剂为聚乙二醇、聚乙烯醇的混合物，其中，聚乙二醇和聚乙烯醇的质量比为2-5:10-12，并且所述的造孔剂溶解在甲醇溶剂中，造孔剂和炭的质量比例为1：40-50。
14.更优选地，所述步骤3)中，800-900℃的温度区间内，从800℃开始，温度每升高20℃，温度保持1h，最后升高到900℃时，保持1.5小时。
15.更优选地，所述的步骤5)中，镭磨机粉碎时，采用正反转交替的形式。
16.本发明的目的之二在于提供上述生产方法在制备活性炭中的应用。
17.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
18.本发明采用物理法进行活性炭的生产，其原料采用多孔的珊瑚、核桃壳和蓝藻等以及生产活性炭常用的原料煤渣、木屑进行混合，原料成本较低，而且生产过程简单，整个生产过程中零排放，避免了环境的污染。
具体实施方式
19.实施例1
20.一种物理法活性炭的生产方法，包括如下步骤：
21.1)原料预处理：将珊瑚、核桃壳、蓝藻、煤渣、木屑按照质量比为2:1.2:15:3:20准备，并且预处理，将珊瑚放入烘干机中100-500℃烘干至含水量低于30％，将蓝藻自然晾干至含水量低于20％后，将烘干后的珊瑚、核桃壳、蓝藻、煤渣和木屑放入挤条机中挤条，成为柱状；
22.2)将步骤1)中预处理后的原料采用氧化酸进行酸洗2小时，再用蒸馏水冲洗若干次至中性，烘干至含水量低于20％；
23.3)造孔：将酸洗后的原料混入造孔剂进行造孔，本实施例中，造孔剂为聚乙二醇、聚乙烯醇的混合物，其中，聚乙二醇和聚乙烯醇的质量比为2-5:10-12，并且所述的造孔剂溶解在甲醇溶剂中，造孔剂和炭的质量比例为1：40-50；
24.4)炭化：在高温烧结炉中，通入氮气的氛围下进行炭化1h，形成炭粗物料；
25.5)活化：活化炉中，通入水蒸气进行活化，温度控制为800℃；从800℃开始，温度每升高20℃，温度保持1h，最后升高到900℃时，保持1.5小时；
26.6)冷却：将步骤5)中活化后的炭粗物料进行加入滚筒中，随着滚筒的翻滚，其中的炭粗物料不停翻转，滚筒外冲冷却水，将滚筒内的炭粗物料进行冷却，镭磨机采用正反转，更好的磨碎物料；
27.7)收集：将冷却后的炭粗物料进行镭磨粉碎，除杂之后收集，即得。
28.实施例2
29.一种物理法活性炭的生产方法，包括如下步骤：
30.1)原料预处理：将珊瑚、核桃壳、蓝藻、煤渣、木屑按照质量比为5:6:18:8:20准备，并且预处理，将珊瑚放入烘干机中400℃烘干至含水量低于30％，将蓝藻自然晾干至含水量低于20％后，将烘干后的珊瑚、核桃壳、蓝藻、煤渣和木屑放入挤条机中挤条，成为柱状；
31.2)将步骤1)中预处理后的原料采用亚硝酸进行酸洗4小时，再用蒸馏水冲洗若干次至中性，烘干至含水量低于30％；
32.3)造孔：将酸洗后的原料混入造孔剂进行造孔，造孔剂为聚乙二醇、聚乙烯醇的混合物，其中，聚乙二醇和聚乙烯醇的质量比为5:12，并且所述的造孔剂溶解在甲醇溶剂中，造孔剂和炭的质量比例为1：50；
33.4)炭化：在高温烧结炉中，通入氮气的氛围下进行炭化20h，形成炭粗物料；
34.5)活化：活化炉中，通入水蒸气进行活化，温度控制为900℃，从800℃开始，温度每升高20℃，温度保持1h，最后升高到900℃时，保持1.5小时；
35.6)冷却：将步骤5)中活化后的炭粗物料进行加入滚筒中，随着滚筒的翻滚，其中的炭粗物料不停翻转，滚筒外冲冷却水，将滚筒内的炭粗物料进行冷却；
36.7)收集：将冷却后的炭粗物料进行镭磨粉碎，采用正反交替反复磨碎，除杂之后收集，即得。
37.实施例3
38.一种物理法活性炭的生产方法，包括如下步骤：
39.1)原料预处理：将珊瑚、核桃壳、蓝藻、煤渣、木屑按照质量比为5:5:17:7:30准备，并且预处理，具体来说，预处理步骤为将珊瑚放入烘干机中100-500℃烘干至含水量低于30％，将蓝藻自然晾干至含水量低于20％后，将烘干后的珊瑚、核桃壳、蓝藻、煤渣和木屑放入挤条机中挤条，成为柱状。
40.2)将步骤1)中预处理后的原料采用亚硝酸进行酸洗4小时，再用蒸馏水冲洗若干次至中性，烘干至含水量低于25％；
41.3)造孔：将酸洗后的原料混入造孔剂进行造孔，造孔剂为聚乙二醇、聚乙烯醇的混合物，其中，聚乙二醇和聚乙烯醇的质量比为2:111，并且造孔剂溶解在甲醇溶剂中，造孔剂和炭的质量比例为1：50；
42.4)炭化：在高温烧结炉中，通入氮气的氛围下进行炭化16h，形成炭粗物料；
43.5)活化：活化炉中，通入水蒸气进行活化，温度控制为850℃，800-900℃的温度区间内，从800℃开始，温度每升高20℃，温度保持1h，最后升高到900℃时，保持1.5小时；
44.6)冷却：将步骤5)中活化后的炭粗物料进行加入滚筒中，随着滚筒的翻滚，其中的炭粗物料不停翻转，滚筒外冲冷却水，将滚筒内的炭粗物料进行冷却；
45.7)收集：将冷却后的炭粗物料进行镭磨正反粉碎，除杂之后收集，即得。
46.本发明不需要采用活化剂，避免了活化剂的消耗量过大和污染环境的问题，并且和现有技术相比，能降低活化温度和缩短活化时间，所生产出的活性炭空隙密，吸附性能较强。
47.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：

1.一种物理法活性炭的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括以下步骤：1)造孔：将酸洗后的原料混入造孔剂进行造孔；2)炭化：在高温烧结炉中，通入氮气的氛围下进行炭化1-20h，形成炭粗物料；3)活化：活化炉中，通入水蒸气进行活化，温度为800-900℃；4)冷却：将步骤3)中活化后的炭粗物料进行加入滚筒中，随着滚筒的翻滚，其中的炭粗物料不停翻转，滚筒外冲冷却水，将滚筒内的炭粗物料进行冷却；5)收集：将冷却后的炭粗物料进行镭磨粉碎，除杂之后收集，即得活性炭。2.根据权利要求1所述的物理法活性炭的生产方法，其特征在于，所述步骤1)造孔之前还包括2个步骤：a.原料预处理：将珊瑚、核桃壳、蓝藻、煤渣、木屑按照质量比为2-5:1.2-6:15-18:3-8:20-35准备，并且预处理；b.清洗：将步骤a中预处理后的原料采用氧化酸进行酸洗2-5小时，再用蒸馏水冲洗若干次至中性，烘干至含水量低于20-30％。3.根据权利要求2所述的物理法活性炭的生产方法，其特征在于，所述步骤a中，预处理过程为：将珊瑚放入烘干机中100-500℃烘干至含水量低于30％，将蓝藻自然晾干至含水量低于20％后，将烘干后的珊瑚、核桃壳、蓝藻、煤渣和木屑放入挤条机中挤条，成为柱状。4.根据权利要求3所述的物理法活性炭的生产方法，其特征在于，所述步骤b中，氧化酸为亚硝酸。5.根据权利要求4所述的物理法活性炭的生产方法，其特征在于，所述的步骤1)中造孔剂为聚乙二醇、聚乙烯醇的混合物，其中，聚乙二醇和聚乙烯醇的质量比为2-5:10-12，并且所述的造孔剂溶解在甲醇溶剂中，造孔剂和炭的质量比例为1：40-50。6.根据权利要求5所述的物理法活性炭的生产方法，其特征在于，所述步骤3)中，800-900℃的温度区间内，从800℃开始，温度每升高20℃，温度保持1h，最后升高到900℃时，保持1.5小时。7.根据权利要求6所述的物理法活性炭的生产方法，其特征在于，所述的步骤5)中，镭磨机粉碎时，采用正反转交替的形式。8.权利要求1-7中任一项所述的生产方法在制备活性炭中的应用。

技术总结

本发明公开了一种物理法活性炭的生产方法及其应用，属于精细化工技术领域。本发明提供的物理法活性炭的生产方法包括以下步骤：1)原料预处理，2)清洗，3)造孔，4)炭化，5)活化，7)收集。本发明采用物理法进行活性炭的生产，其原料采用多孔的珊瑚、核桃壳和蓝藻等以及生产活性炭常用的原料煤渣、木屑进行混合，原料成本较低，而且生产过程简单，整个生产过程中零排放，避免了环境的污染。避免了环境的污染。