專利名稱：成型活性炭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及活性炭。此外，本發(fā)明涉及由粉狀活性炭形成的成型活性炭。本發(fā)明也涉及由粉狀活性炭和粘合劑形成的成型活性炭。
背景技術(shù)：
活性炭廣泛用于飲用水純化，脫色，除臭，除氯和消毒；用于溶劑回收和居住空間諸如賓館，食品加工廠和化學(xué)工廠的空氣凈化；用于純化很多化學(xué)和食物產(chǎn)品；以及用于多種氣相設(shè)備。活性炭在很多經(jīng)濟(jì)部門和重要工業(yè)中受到關(guān)注，例如食品加工，醫(yī)藥，化學(xué)，石油，礦業(yè)，核，汽車和真空制造。尤其是，有關(guān)表面化學(xué)組成，孔徑分布和表面積的炭表面和其微孔結(jié)構(gòu)的表征至關(guān)重要，在炭表面上發(fā)生的和開始的工藝定量數(shù)據(jù)諸如表面反應(yīng)，吸附，脫氣和表面處理是無(wú)論何時(shí)都是需要的。
成型炭通常由粉狀炭顆粒利用有機(jī)和無(wú)機(jī)粘合劑制成。炭粉末，粘合劑，水和其它成分混合形成隨后進(jìn)行成型的材料。濕炭/粘合劑混合物的成型體必須在高溫進(jìn)行熱處理提高產(chǎn)品的強(qiáng)度和水穩(wěn)定性。例如，現(xiàn)有技術(shù)公開了利用粘土和酚醛樹脂聚合物作為粘合劑。尤其是，McCue等人的美國(guó)專利No.4,677,086首先公開了使用皂土作為粉末炭的粘合劑，其公開物此處引作參考。后來(lái)該項(xiàng)技術(shù)的改進(jìn)公開于美國(guó)專利5,204,310，5,206,207，5,238,470，5,250,491，5,276,000，5,304,527，5,538,932，5,691,270，5,736,481，5,736,485和5,863,858，都授予給了Westvaco Corporation(此后稱作“the Westvaco專利”)，這些公開物此處引作參考。
這些現(xiàn)有粘合劑技術(shù)需要昂貴的裝置設(shè)備，由于受到昂貴的高溫?zé)崽幚聿襟E的影響，導(dǎo)致產(chǎn)品可能不能滿足用于特定希望的應(yīng)用所需要的性能特征。
此外，其它活性炭粘合技術(shù)包括授予給Bookbinder等人的美國(guó)專利5,389,325，其描述了帶有酚醛樹脂粘合劑的活性炭體，還描述了生產(chǎn)防水的擠出蜂窩狀物的方法?；钚蕴糠勰┡c5-35％的酚醛樹脂和4-10％作為擠出助劑的有機(jī)增塑劑混合。增塑劑選自多種纖維素衍生物。因此，Bookbinder等人公開了將纖維素衍生物僅僅作為擠出助劑連同酚醛樹脂作為粘合材料。
授予給Ritter等人的美國(guó)專利No.4,866,023公開了將研磨的固體粒子燒結(jié)成型的方法以及由所述方法產(chǎn)生的固體。專利所有人要求保護(hù)一個(gè)二步過(guò)程使諸如金屬粉，不溶性金屬鹽和活性炭的固體粉末顆?；?。固體粉末首先與聚合粘合劑和水混合形成粘團(tuán)，然后被成型成微滴狀。微滴立即浸入含有諸如Ca2+，F(xiàn)e3+，Cu2+等的多價(jià)陽(yáng)離子的溶液中。當(dāng)金屬陽(yáng)離子和聚合粘合劑形成水不溶性鹽時(shí)，即獲得了水穩(wěn)定性。
授予給Ritter等人的美國(guó)專利4,920,090公開了從顆粒固體形成成型聚集體的方法并要求保護(hù)較美國(guó)專利4,866,023提高了產(chǎn)品熱穩(wěn)定性的粘合劑系統(tǒng)。前面的纖維素粘合劑被含有二羧酸酐的聚合物代替。金屬陽(yáng)離子被酐反應(yīng)性聚胺代替。使用相同的二步驟生產(chǎn)過(guò)程。
在每種情況下，通過(guò)使聚合粘合劑不溶無(wú)須高溫?zé)崽幚砭蜁?huì)獲得現(xiàn)有技術(shù)成型炭的水穩(wěn)定性。此外，除了本發(fā)明公開所使用的，還使用粘合劑，交聯(lián)劑或者生產(chǎn)過(guò)程。
最后授予給Sinha等人的美國(guó)專利4,215,096描述了用氫氧化鈉(NaOH)浸漬活性炭用于純化被酸和酸性氣體前體和蒸氣污染的氣流。


圖1是用于蒸氣吸收裝置，用現(xiàn)有技術(shù)方法制備粘土粘合和酚醛樹脂粘合成型活性炭的一般示意圖。
圖2是用于蒸氣吸收裝置，用有機(jī)粘合劑制備成型活性炭的方法一般示意圖，可選擇在混合步驟中包括功能助劑。
圖3是用于蒸氣吸收裝置，用有機(jī)粘合劑制備成型活性炭的方法一般示意圖，可有或者沒有用功能助劑進(jìn)行后浸漬。
圖4是代表由于提高作為粘合劑的酚醛樹脂含量，對(duì)成型活性炭的丁烷工作容量(BWC)影響的圖。
圖5是代表由于提高作為粘合劑的酚醛樹脂含量，對(duì)于成型活性炭表觀密度(AD)影響的圖。
發(fā)明概述已經(jīng)發(fā)現(xiàn)成型活性炭粘合劑及其生產(chǎn)方法不需要昂貴高溫處理步驟。本發(fā)明的粘合劑以及本發(fā)明生產(chǎn)成型活性炭的方法，包括在活性炭成型后諸如羧甲基纖維素(CMC)和其衍生物鹽的聚合粘合劑在活性炭中交聯(lián)。這種通過(guò)交聯(lián)而非高溫處理使產(chǎn)物獲得機(jī)械強(qiáng)度和水穩(wěn)定性的方法在現(xiàn)有技術(shù)中并不顯而易見。交聯(lián)反應(yīng)發(fā)生在大約270℃的溫度。在很多情況下，交聯(lián)反應(yīng)可以在大約200℃或者更低的溫度下發(fā)生。此外，本發(fā)明的新粘合劑技術(shù)產(chǎn)生的成型活性炭表現(xiàn)出超過(guò)用其它粘合劑所能獲得的最好水平。
說(shuō)明書如圖2和圖3所代表的本發(fā)明實(shí)施方案所示，粉末狀活性炭和可聚合有機(jī)粘合劑被加入混合室與水，堿或者酸，以及交聯(lián)劑混合。由這種混合產(chǎn)生的混合物可以在大約270℃的干燥和固化后成型形成丸粒。助劑可以通過(guò)在混合步驟(圖2)中混入而加入，或者用成型的丸粒浸漬(圖3)而加入。
本發(fā)明的粘合劑提供的成型活性炭具有較已知成型活性炭所獲得的最好水平更好的特征，同時(shí)保持了其它特征的相似值，所述已知成型活性炭用粘土粘合劑制成。說(shuō)明性實(shí)施例為由Westvaco以木材為基礎(chǔ)活性炭制得的2mm×5mm的擠出丸粒。相比于已知(現(xiàn)有技術(shù))相同大小的粘土粘合丸粒，本發(fā)明方法制得的本發(fā)明聚合粘合劑粘合丸粒表現(xiàn)出保持更大的重量丁烷活性(75-85％相對(duì)前體炭丁烷活性的60-70％)；較低的表觀密度(0.25-0.35g/cc相對(duì)0.30-0.40g/cc)，因此只需要較小重量就會(huì)填滿相同體積；更大的抗壓碎強(qiáng)度(2-8kg/丸粒相對(duì)2-4kg/丸粒)和磨損硬度度(值*75-100對(duì)60-85)；*磨損硬度通過(guò)ASTM 3802-79標(biāo)準(zhǔn)方法，工藝可接受的誤差進(jìn)行評(píng)價(jià)。在2mm丸粒強(qiáng)度特定的修訂方法中，100g樣品和30個(gè)不銹鋼球(20個(gè)1/2″直徑，10個(gè)3/4％″直徑)混合?；旌衔镎袷?0分鐘。丸粒強(qiáng)度表示為振蕩材料的平均顆粒直徑和其最初平均顆粒直徑的比值。
更低的初始粉塵(2-10mg/dl對(duì)15-40mg/dl)和粉塵磨損率(0.1-0.5mg/dl/min對(duì)1-3mg/dl/min)；更低的灰份含量(＜10％對(duì)～20％)；根據(jù)前體炭丁烷吸附吸附容量，相同體積的丁烷工作容量(BWC)；相同優(yōu)良的水穩(wěn)定性**＞95％.
**水穩(wěn)定性通過(guò)將10g干燥丸粒在100℃，100ml的去離子水中沸騰15分鐘后測(cè)定炭丸粒重量損失進(jìn)行測(cè)定。
這種新型粘合劑技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于形成成型炭體后，在炭體內(nèi)諸如聚合纖維素(例如CMC)的可聚合粘合劑材料的交聯(lián)。通過(guò)這種交聯(lián)，例如水溶性CMC，變得不溶于水和多種有機(jī)溶劑，包括汽油，甲苯、四氫呋喃(THF)，二甲基甲酰胺(DMF)和甲酰胺。即使長(zhǎng)時(shí)間浸漬在這些液體中后炭體依然保持完整?？删酆险澈蟿├鏑MC的交聯(lián)，通過(guò)其與多功能交聯(lián)劑(CLA)，諸如但不限于，二羥甲基脲三聚氰胺-甲醛，脲-甲醛和聚酰胺-表氯醇的反應(yīng)進(jìn)行。在特定條件下，活性炭中含有的多價(jià)礦物質(zhì)也作為事實(shí)上的交聯(lián)劑。(它們?cè)趐H＜7時(shí)最有效)。堿(諸如氫氧化鈉)或者酸(諸如磷酸)可以在混合步驟中加入調(diào)整pH值，所述pH值標(biāo)明炭體的水穩(wěn)定性和加入交聯(lián)劑的需要。典型配方如下(所有百分比都是基于活性炭，粘合劑和CLA的重量百分比)聚合粘合劑典型的，基于總固體干重的至少大約3％可被使用。聚合粘合劑含量的上限根據(jù)所需的產(chǎn)物特征確定。通常，提高聚合粘合劑的含量可以提高產(chǎn)物的機(jī)械特征，但是可能降低吸附能力。2-15％的典型聚合粘合劑含量用于生產(chǎn)成型活性炭，例如，用于自動(dòng)吸附應(yīng)用中。有利地使用4-8％的含量。
CLA高達(dá)5.0％含量的CLA可被使用，0.5-1.5％的含量可被典型用于完全交聯(lián)；水加入足夠量的水溶解可聚合粘合劑和飽和炭孔隙。根據(jù)活性炭的總孔體積和可聚合粘合劑的含量，變化最后混合水分的含量以獲得適合用于隨后成型的混合物。
堿當(dāng)粘合酸性的活性炭時(shí)，當(dāng)粘合諸如由磷酸活化產(chǎn)生的酸性活性炭時(shí)，可以加入足夠量諸如氫氧化鈉的堿提高pH值。pH范圍從4到10，典型的，從5到9，最普遍的從6到8；及酸當(dāng)粘合堿性的活性炭時(shí)，可以加入足夠量諸如磷酸的酸降低pH值。
合適的有機(jī)可聚合粘合劑(即，可以通過(guò)相同類型的交聯(lián)劑交聯(lián))包括但不限于，羧甲基纖維素(CMC)和其衍生物和其金屬鹽，瓜耳膠纖維素，淀粉，木質(zhì)素，聚乙烯醇，聚丙烯酸，苯乙烯丁二烯樹脂(SBR)，聚苯乙烯丙烯酸樹脂。水穩(wěn)定的炭體也可以用交聯(lián)的聚酯網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生，所述聚酯網(wǎng)絡(luò)包括但不限于來(lái)自聚丙烯酸或檸檬酸與多種不同的諸如甘油，聚乙烯醇，木質(zhì)素和羥乙基纖維素的多羥基化合物反應(yīng)得到的那些。
不同類型成型炭體已經(jīng)通過(guò)本發(fā)明的聚合粘合劑技術(shù)證明。這些形狀包括(但不限于)顆粒狀，圓柱形丸粒狀，球形，薄片狀，帶狀，三葉草狀和蜂窩狀。通常用合適的模具可以獲得任何形狀的炭體。因此也可預(yù)期諸如整塊狀，塊狀和其它的模制形狀。這種新的粘合劑技術(shù)可用于基本上所有種類的活性炭，包括由不同前體材料，諸如木材，煤炭，椰子，堅(jiān)果殼和橄欖核通過(guò)酸，堿或者熱活化制成的那些。
本發(fā)明的粘合劑可通過(guò)多種混合，成型和熱處理設(shè)備進(jìn)行處理。圖2和圖3中顯示了示例性的加工流程圖。(對(duì)于不需要功能助劑的應(yīng)用，在圖2中不包括添加，圖3中不需要后浸漬)。不同的混合設(shè)備，例如低剪切力的研磨機(jī)，中等剪切力的漿式混合機(jī)和高剪切力的針狀混合機(jī)已被證明能夠產(chǎn)生適合隨后成型的材料。根據(jù)操作，諸如螺旋式擠壓機(jī)，柱塞式擠壓機(jī)，造粒機(jī)，輥式造粒機(jī)，成球機(jī)和壓錠機(jī)的成型設(shè)備是合適的。干燥和固化濕炭體可以在低于270℃，用多種不同的設(shè)備進(jìn)行，例如對(duì)流盤架爐，振蕩流化床干燥機(jī)，和旋轉(zhuǎn)窯。相比之下，現(xiàn)有技術(shù)的粘土粘合和酚醛樹脂粘合的炭的熱處理溫度必須為大約500-1000℃的高溫，常常采用旋轉(zhuǎn)窯。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，其中產(chǎn)品加工中優(yōu)選包括功能助劑，所述功能助劑可以在成型前，活性炭粉末、粘合劑和其它成分混和的過(guò)程中加入；因此，和美國(guó)專利4,215,096描述的相反，避免了另外的后浸漬過(guò)程。這個(gè)過(guò)程實(shí)施方案的流程示意圖列在圖2中。在這個(gè)方法實(shí)施方案中，粘合系統(tǒng)不應(yīng)需要高溫?zé)崽幚恚鰺崽幚頃?huì)將助劑分解，使助劑失活或者和炭或者粘合劑自身發(fā)生不希望的相互作用。因?yàn)楸景l(fā)明粘合劑技術(shù)生產(chǎn)的丸粒是水穩(wěn)定性的，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中可以通過(guò)傳統(tǒng)后浸漬方法(圖3)加入功能助劑。
由公開的本發(fā)明提供的優(yōu)點(diǎn)可以從下列實(shí)施例中顯而易見，但是并不限于此。
實(shí)施例1在已出現(xiàn)的商用方法中，促進(jìn)吸附浸漬容量或者活性炭任何其它功能的活性成分通常通過(guò)后浸漬到預(yù)成形的炭體上。這種商用后浸漬過(guò)程描述如下。
1. 在商用生產(chǎn)炭粒的方法中，功能助劑浸入由酚醛樹脂粘合劑制成的丸粒中。在浸漬前必須在很高的溫度下(≥850℃)熱處理擠壓丸粒，以獲得需要的特性(例如，參見圖1)。
2. 用氫氧化鈉浸漬加爾貢硬水軟化劑的顆粒狀炭去除來(lái)自氣流的酸污染物，公開于上述美國(guó)專利4,215,096中。
已出現(xiàn)的商用加入助劑方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是后浸漬需要炭體在水溶液中穩(wěn)定并在隨后的干燥后保持其強(qiáng)度。此外，后浸漬在生產(chǎn)加工過(guò)程中增加了一步操作過(guò)程，因此提高了生產(chǎn)成本。
根據(jù)本發(fā)明，實(shí)施例提供在下表中，利用鈉鹽作為功能助劑生產(chǎn)纖維素聚合物粘合的丸粒，其能夠捕捉諸如H2S的酸性污染物。一個(gè)樣品(圖2)在混合過(guò)程中加入鈉鹽，另一個(gè)樣品通過(guò)后浸漬加入(圖3)。
CMC粘合的炭樣品通過(guò)研磨木材基活性炭并將研碎的炭和作為粘合劑的纖維素和交聯(lián)劑混合來(lái)進(jìn)行制備。在一個(gè)實(shí)施方案中，將功能助劑加入如上所述的研磨機(jī)。加入足夠量的水使得混合物的流變特征適合螺旋擠壓機(jī)。最終的混合物通過(guò)中試Bonnot擠壓機(jī)進(jìn)行成型為4.6mm的丸粒。剛制備的丸粒進(jìn)行轉(zhuǎn)鼓，干燥并在100-200℃固化。如果助劑沒有加入研磨機(jī)中，固化丸粒用助劑水溶液浸漬，然后進(jìn)行相同的步驟浸漬酚醛樹脂粘合的丸粒。
表I特定炭性能的比較(用于去除酸性氣體)粘合劑 酚醛樹脂CMC加入的助劑 后浸漬混合添加 后浸漬助劑含量9.9％ 9.5％ 10.4％pH 10-11 10.7 10.9H2S性能＞95％＞95％＞95％AD(g/cc,db) 0.39-0.40 0.39 0.39水穩(wěn)定性＞95％＞95％＞95％起始粉塵5-10 0.7 1.8(mg/dl)粉塵磨損0.2-2 0.03 0.07(mg/dl/min)丸粒強(qiáng)度70-85 7474平均粒徑4.4-4.7 4.6 4.5(mm)與傳統(tǒng)裝置生產(chǎn)的酚醛樹脂粘合炭相比，本發(fā)明的纖維素聚合物粘合的相應(yīng)制品表現(xiàn)出a)類似也可能是稍微更好的H2S吸收能力b)明顯低的起始粉塵和粉塵磨損率c)相似的密度和機(jī)械強(qiáng)度。
實(shí)施例2本實(shí)施例的提供是為了顯示使用了可聚合纖維素作為粘合劑(不存在酚醛樹脂)的本發(fā)明產(chǎn)物和方法，相比于上述美國(guó)專利5,389,325中利用酚醛樹脂作為活性炭粘合劑而羧甲基纖維素僅僅作為增塑擠出助劑的產(chǎn)物和方法的優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)顯示在圖4和圖5中。
圖4和圖5中顯示的數(shù)據(jù)清楚的顯示，此處公開本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。隨著酚醛樹脂含量的提高，BWC顯著降低，密度增加。即使酚醛樹脂的含量低到5％，BWC依然為0.5g/dL低于本發(fā)明產(chǎn)物的BWC值。
實(shí)施例3由Westvaco Corporation生產(chǎn)和銷售用于機(jī)動(dòng)車排放控制的成型活性炭(2mm)采用斑脫粘土作為粘合劑(根據(jù)在較早提及的一個(gè)或者多個(gè)Westvaco專利公開制造)。這些專利教導(dǎo)了需要非常高溫的處理。類似炭樣品根據(jù)圖2的流程圖進(jìn)行制造，不包括任何功能助劑。市售樣品和本發(fā)明的樣品用于測(cè)定灰份含量，結(jié)果顯示在表II中。
表IICMC-粘合和粘土粘合的成型活性炭的灰份含量

如表II所示，CMC-粘合炭樣品的平均灰份含量大約7.0％對(duì)粘土粘合炭的24.1％。因此，新的CMC粘合劑產(chǎn)生所含灰份含量(＜10％)低于粘土粘合劑的產(chǎn)品。通過(guò)在大約650℃的馬氟爐(ASTM D2866-94 )中焙燒3小時(shí)后測(cè)定重量損失確定灰份含量。
實(shí)施例4為了顯示相同大小的CMC-粘合成型活性炭體(丸粒)和現(xiàn)有技術(shù)成型活性炭體(丸粒)的性能比較，利用每種類型的粘合劑生產(chǎn)成型活性炭丸粒樣品，并比較它們的特征。根據(jù)上述提及的美國(guó)專利4,677,086描述的過(guò)程生產(chǎn)粘土粘合的樣品。根據(jù)上述提及的美國(guó)專利5,736,485描述的方法生產(chǎn)酚醛樹脂為基礎(chǔ)的樣品，該過(guò)程包括將原始丸粒鼓轉(zhuǎn)的步驟以減少起始粉塵，和丸粒的粉塵率。本發(fā)明的CMC-粘合樣品用此處公開和權(quán)利要求的方法生產(chǎn)(但是不加功能助劑)。每種樣品的特征測(cè)定列在下表III中。
表IIICMC與Clay以及酚醛樹脂作為粘合劑用于成型活性炭

用聚合纖維素粘合劑制備樣品的特征大體相當(dāng)于或者優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)制備的樣品。CMC-粘合成型活性炭丸粒具有可以接受的表觀密度(AD)，pH，水穩(wěn)定性，和硬度，并表現(xiàn)出活性的提高(丁烷活性和丁烷工作容量(BWC))。雖然起始粉塵和粉塵率大體等同于酚醛樹脂粘合的樣品，這些值與粘土樣品相比已經(jīng)大大提高。
雖然所公開方法的優(yōu)點(diǎn)是提供在最初混合步驟中包括任何功能助劑的選擇，但是如果活性炭產(chǎn)品中需要這些活性(及避免另外的后浸漬步驟)，公開的本發(fā)明包括多種可選擇的后處理以調(diào)整成型活性炭適應(yīng)特定的應(yīng)用。這些后處理尤其包括(1)在諸如氯或者硅-鹵衍生物試劑存在下，進(jìn)行熱處理使炭表面疏水化用于捕捉潮濕空氣中的化學(xué)物種(例如用于呼吸機(jī)，溶劑回收，交通工具的尾氣)；(2)在含氮試劑(氨，雜環(huán)化合物，氫氰酸，氮?dú)猓蛩?存在下進(jìn)行熱處理將氮引入碳結(jié)構(gòu)并賦予電子交換反應(yīng)(例如生產(chǎn)草甘膦除草劑)的催化活性；(3)反之，在氫氣中熱處理炭塊邊緣的碳原子，使得炭表面在很大程度上沒有活性；(4)在熱處理后用磷酸和/或磷酸衍生物浸漬以產(chǎn)生催化產(chǎn)物用于加氫脫鹵和加氫脫硫反應(yīng)；(5)將粘合炭用化學(xué)反應(yīng)物種，例如堿，堿式鹽，硫浸漬，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)和/或化學(xué)吸附賦予其捕捉污染物的活性(例如捕捉VOC，H2S，硫醇，汞)；(6)用貴金屬鹽(例如，鉑，鈀)浸漬及隨后的熱處理以產(chǎn)生廣泛應(yīng)用的炭負(fù)載的催化劑。用釩，鉬鹽進(jìn)行類似處理；(7)在臭氧中進(jìn)行熱處理氧化表面并提高親水性和反應(yīng)性。用其它兩種氧化劑諸如HNO3和H2O2處理有相同的目的；(8)在碳?xì)浠衔?例如，苯，甲苯)存在下，通過(guò)熱處理CMC-粘合炭產(chǎn)生分子篩產(chǎn)物，以裂化碳?xì)浠衔锊⑻砍练e在粘合炭孔隙內(nèi)，從而使孔徑變窄；(9)用尿素，鉀和/或磷酸鹽浸漬，如果需要，隨后進(jìn)行熱處理以產(chǎn)生控制釋放的肥料。類似的應(yīng)用用于控制釋放的殺蟲劑。
雖然本發(fā)明參考其特定的實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以對(duì)此處描述本發(fā)明的細(xì)節(jié)進(jìn)行稍加改動(dòng)，修改，和變化，只要不背離公開的本發(fā)明的原則，包括多種明顯的替換，例如取代pH-調(diào)節(jié)用酸和/或堿。然而，本發(fā)明的保護(hù)主體在下面權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種成型活性炭體，含有活性炭和不存在酚醛樹脂的聚合粘合劑，其中炭體具有大于90％的水穩(wěn)定性和低于0.5mg/dl/min的粉塵磨損率。
2.如權(quán)利要求1的成型活性炭體，其中聚合粘合劑選自羧甲基纖維素和其衍生物和金屬鹽、瓜耳膠纖維素、淀粉、木質(zhì)素、聚乙烯醇、聚丙烯酸、苯乙烯丁二烯樹脂(SBR)、聚苯乙烯丙烯酸樹脂及聚丙烯酸與選自甘油、聚乙烯醇、木質(zhì)素和羥乙基纖維素的多羥基化合物的反應(yīng)產(chǎn)物。
3.如權(quán)利要求2的成型活性炭體，其中聚合粘合劑選自羧甲基纖維素和其衍生物和金屬鹽。
4.如權(quán)利要求1的成型活性炭體，其中活性炭由選自木材、煤、椰子、堅(jiān)果殼和橄欖核的前體材料制成。
5.如權(quán)利要求4的成型活性炭體，其中前體材料由酸、堿或者熱活化被活化。
6.如權(quán)利要求1的成型活性炭體，其它特征在于水穩(wěn)定性大于95％。
7.如權(quán)利要求1的成型活性炭體，成型的形狀為顆粒、圓柱形粒、三葉草形、球形、薄片、帶狀、蜂窩狀、整塊和塊狀體。
8.如權(quán)利要求1的成型活性炭體，成型形狀為圓柱形粒。
9.如權(quán)利要求1的成型活性炭體，其它特征在于表觀密度為0.25-0.35g/cc，起始粉塵為10mg/dL或者更小，粉塵磨損率為0.5mg/dL/分鐘，或者更小，磨損硬度值為75-100。
10.如權(quán)利要求1的成型活性炭體，進(jìn)一步包括選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鈣和碳酸鎂的功能助劑。
11.如權(quán)利要求10的成型活性炭體，成型形狀為顆粒、圓柱形粒、球形、薄片、帶狀、三葉草狀、蜂窩狀、單塊和塊形體。
12.如權(quán)利要求11的成型活性炭體，成型的形狀為圓柱形粒。
13.如權(quán)利要求12的成型活性炭體，其它特征在于5-30％的功能助劑，0.3-0.5g/cc的表觀密度，10mg/dL或者更小的起始粉塵，0.5mg/dL/分鐘，或者更小的粉塵磨損率及磨損硬度為65-100。
14.如權(quán)利要求12的成型活性炭體，其它特征在于10-25％的功能助劑，0.35-0.45g/cc的表觀密度，5mg/dL或者更小的起始粉塵，0.2mg/dL/分鐘，或者更小的粉塵磨損率及磨損硬度為75-100。
15.如權(quán)利要求12的成型活性炭體，其它特征在于將所述炭體進(jìn)行鼓轉(zhuǎn)的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新的成型活性炭和其生產(chǎn)方法。本發(fā)明在于利用CMC作為活性炭的粘合劑，炭體成型后，諸如羧甲基纖維素鈉(CMC)的聚合纖維素在炭體內(nèi)交聯(lián)。通過(guò)交聯(lián)而非高溫?zé)崽幚慝@得產(chǎn)物機(jī)械強(qiáng)度和水穩(wěn)定性的方法在現(xiàn)有技術(shù)中并不顯而易見。交聯(lián)反應(yīng)發(fā)生在270℃溫度以下。此外，這種新的粘合劑技術(shù)產(chǎn)生的成型炭體的主要性質(zhì)優(yōu)于用其它粘合劑制造的炭體的最好水平。
文檔編號(hào)C05G3/00GK1537075SQ01823132
公開日2004年10月13日 申請(qǐng)日期2001年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月11日
發(fā)明者彼得·D·A·麥克雷, 張鐵軍, 大衛(wèi)·R·B·沃克, R B 沃克, 彼得 D A 麥克雷 申請(qǐng)人:米德韋斯特瓦科公司