本發(fā)明屬于活性炭領(lǐng)域，具體涉及一種蜂窩狀成型活性炭的制備方法。

背景技術(shù)：

通過炭化、活化方法生產(chǎn)出的活性炭大部分呈粉末狀或顆粒狀，粉狀活性炭雖然吸附性能優(yōu)異但不能用于廢氣的處理中，而顆粒狀活性炭填裝后的風(fēng)阻很大同時脫附困難。而蜂窩活性炭具有獨特的蜂窩結(jié)構(gòu)，以及開孔率高、氣體分布均勻，幾何面積更大、擴散路程更短、耐磨損、抗粉塵污染能力強等優(yōu)點。與其他類型的活性炭相比，蜂窩狀活性炭的最大優(yōu)勢在于壓力損失小。因此，蜂窩狀活性炭成為研究要點。蜂窩狀活性炭的研制最早見于日本的報道，而國內(nèi)關(guān)于蜂窩活性炭的研究報道相對較少。隨著人們對其結(jié)構(gòu)和性能的認識和研究的不斷深入，蜂窩狀活性炭材料必將得到大力的推廣和應(yīng)用。因此，蜂窩狀活性炭具有廣闊的發(fā)展前景。

市場上普通蜂窩狀活性炭主要以媒質(zhì)活性炭粉和木質(zhì)活性炭粉為原料，添加粘結(jié)劑進行成型、烘干、燒結(jié)等，此種工藝生產(chǎn)的蜂窩活性炭吸附孔容易被粘合劑堵塞，導(dǎo)致活性炭的吸附能力大大下降，碘吸附值最高可達到500mg/g，亞甲基藍吸附值幾乎沒有。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種蜂窩狀成型活性炭的制備方法。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種蜂窩狀成型活性炭的制備方法，包括下列步驟：

1)將木屑和磷酸溶液按照1：(1～2)的質(zhì)量比混合，捏合1～3小時；

2)加入粘結(jié)劑再次捏合0.8～2小時，其中粘結(jié)劑的添加量為木屑質(zhì)量的3％～10％；

3)進行擠壓成型；

4)300～550℃下炭活化1～3小時；

5)酸回收、水洗浸提回收、烘干、包裝，制備得到蜂窩狀成型活性炭。

優(yōu)選的，木屑來源于松木、杉木或其他。

優(yōu)選的，木屑的粒度為40～200目。

優(yōu)選的，磷酸溶液的質(zhì)量百分比濃度為20％～60％。

優(yōu)選的，磷酸溶液的質(zhì)量百分比濃度為35％～50％。

優(yōu)選的，木屑和磷酸溶液按照1：(1.6～1.9)的質(zhì)量比混合。

優(yōu)選的，粘結(jié)劑的添加量為木屑質(zhì)量的4％～7％。

優(yōu)選的，粘結(jié)劑為焦油。

焦油又稱煤焦油。煤焦油是煉焦工業(yè)煤熱解生成的粗煤氣中的產(chǎn)物之一，其產(chǎn)量約占裝爐煤的3％～4％，在常溫常壓下其產(chǎn)品呈黑色粘稠液狀，密度通常在0.95-1.10g./cm³之間，閃點100℃，具有特殊臭味。

優(yōu)選的，400～500℃下炭活化1.5～2小時。

本發(fā)明的有益效果是：

本專利工藝和現(xiàn)有技術(shù)的制作方式截然不同，解決了粘結(jié)劑堵塞的問題，從原料開始進行成型和化學(xué)法活化，而不是用活性炭炭粉直接添加粘結(jié)劑進行擠壓成型和再次燒結(jié)，這樣的工藝就會造成活性炭孔徑的堵塞。

本發(fā)明方法用木屑和磷酸混合進行捏合，捏合1.5小時后時加入焦油再次捏合1小時，進行擠壓成型后再進行炭化、活化、水洗、烘干等工藝，最終制備得到蜂窩狀成型活性炭產(chǎn)品。

本發(fā)明產(chǎn)品孔徑?jīng)]有焦油的堵塞，因為添加的焦油也在活化時變?yōu)榛钚蕴?，同時產(chǎn)品具有大的比表面積和很好的強度。

本發(fā)明產(chǎn)品能有效去除有機廢氣中的大、中、小分子，對于廢氣的吸附效率較傳統(tǒng)蜂窩活性炭提升40％，碘吸附值最高可達到1050mg/g，亞甲基藍吸附值最高可達到10ml/0.1g。

本發(fā)明的蜂窩狀成型活性炭具有高孔容積、高比表面積和低工作風(fēng)阻的特點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖；

具體實施方式

本發(fā)明的的主要工藝是：木屑加磷酸——捏合——加焦油——擠壓成型——活化——水洗——烘干——成品，工藝流程如圖1所示。

具體方法如下：

1)用杉木木屑(研磨過40目)和質(zhì)量百分比濃度為20％～60％磷酸按照木磷比為1：(1～2)的質(zhì)量比混合，捏合1.5小時；

2)加入工業(yè)煤焦油再次捏合1小時，其中焦油的添加量為木屑質(zhì)量的3％～10％；

3)進行擠壓成型；

4)300～550℃下炭活化1～3小時；

5)酸回收、水洗浸提回收、烘干、包裝成品，制備得到蜂窩狀成型活性炭。

下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明進行進一步的說明，但不限于此。

通過前期研發(fā)，磷酸濃度為35％～50％為佳。如果磷酸溶液濃度繼續(xù)增加，會導(dǎo)致活性炭的孔徑逐漸坍塌，所獲產(chǎn)品對碘以及亞甲基藍的吸附值不再增加還可能降低，此外還會降低產(chǎn)品的抗壓強度。

炭活化溫度為400～500℃為佳。如果溫度繼續(xù)增高，活化效果不再提高，此外還會浪費能源以及增加產(chǎn)品的灰分含量。而溫度太低，則炭活化效果不佳，產(chǎn)品粘合度不佳。

根據(jù)前期的研究，設(shè)置磷酸的濃度為40％，炭活化的溫度為450℃，制備方法同上，僅調(diào)整木磷比、粘結(jié)劑添加量(以占木屑質(zhì)量的百分比來計算)、活化時間(小時)等三個因素，設(shè)置7個實施例，并對實施例的活性炭成品進行性能指標的檢測，包括碘吸附值(mg/g)、亞甲基藍吸附值(ml/0.1g)、強度感官。具體見表1。

表1蜂窩狀成型活性炭的制備方法及結(jié)果

一般來說，增加磷酸的用量以后，粘結(jié)劑要相應(yīng)增加。從表1結(jié)果可知，在磷酸濃度一定的條件下，增加磷酸的用量以及粘結(jié)劑的用量，所獲產(chǎn)品的指標會提高。但是增加到一定階段以后，對于碘和亞甲基藍的吸附值將不再增加，而抗壓強度反而下降。所以綜合上述指標，得到最佳的工藝條件如實施例5，產(chǎn)品具有較高的吸附指標同時還有較高的抗壓強度。本發(fā)明工藝產(chǎn)品具有獨特性能指標，可廣泛應(yīng)用在廢氣處理與回收等行業(yè)中。本發(fā)明所獲的蜂窩狀成型活性炭產(chǎn)品見圖2和圖3。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種蜂窩狀成型活性炭的制備方法。該方法是將木屑和磷酸溶液按照1：(1～2)的質(zhì)量比混合，捏合1～3小時；加入粘結(jié)劑再次捏合0.8～2小時；進行擠壓成型；300～550℃下炭活化1～3小時；制備得到蜂窩狀成型活性炭。本發(fā)明蜂窩狀成型活性炭產(chǎn)品，其孔徑?jīng)]有焦油的堵塞，因為添加的焦油在活化時變?yōu)榛钚蕴浚瑫r產(chǎn)品具有大的比表面積和很好的強度。本發(fā)明產(chǎn)品能有效去除有機廢氣中的大、中、小分子，對于廢氣的吸附效率較傳統(tǒng)蜂窩活性炭提升40％，碘吸附值最高可達到1050mg/g，亞甲基藍吸附值最高可達到10ml/0.1g，可廣泛應(yīng)用在廢氣處理與回收等行業(yè)中。

技術(shù)研發(fā)人員：韓初榆;崔國強
受保護的技術(shù)使用者：廣東韓研活性炭制造有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.21
技術(shù)公布日：2017.10.24