專利名稱：利用炭黑制備活性炭的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及活性碳的制造方法，尤其是涉及一種利用工業(yè)用炭黑再處理以制成高附加值活性碳的方法。
近年來(lái)，由于環(huán)保及資源回收問(wèn)題日益受重視，每年大量增長(zhǎng)的廢塑膠及廢輪胎的處理問(wèn)題成為環(huán)保上僅次于放射線廢料的大問(wèn)題，因此，環(huán)保機(jī)關(guān)大力鼓勵(lì)民間投資興建廢輪胎、廢塑膠回收處理再資源化工廠。這些工廠主要是將廢塑膠及/或廢輪胎投入熱解爐中加以熱解以生成油氣加以回收利用，并將殘存爐底的固體碳化物也就是炭黑回收以供輪胎、橡膠、油墨工業(yè)之用。然而，目前國(guó)際上炭黑的生產(chǎn)量有供過(guò)于求之勢(shì)，售價(jià)極低，幾乎得不到經(jīng)濟(jì)效益，且上述熱解殘存的炭黑品質(zhì)較低，更使其難以在市場(chǎng)上竟?fàn)?，結(jié)果仍有再當(dāng)作廢品被拋棄的可能性，實(shí)在可惜。此外，如火力發(fā)電廠，燃燒天然瓦斯的磚窟，燃燒重油、瓦斯的工廠鍋爐等也產(chǎn)生許多炭黑，如能將其轉(zhuǎn)化成為目前需要量大且附加值高的活性炭，則不僅能廢物利用，且可獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益，本發(fā)明即著眼于此點(diǎn)，而經(jīng)潛心研究而開發(fā)。
將廢塑膠或廢橡膠熱解回收油氣及碳化物的方法，已見于日本專利公報(bào)昭51-18577號(hào)、昭58-25384號(hào)、美國(guó)專利第5,326,791號(hào)及臺(tái)灣專利公告第162283號(hào)、第221705號(hào)中。
固然，目前市售的活性炭有粉狀及粒狀，但均用木材、鋸屑、椰子殼等植物或用煤炭、泥煤、褐煤等天然煤加以炭化后活性化而成，但從未見有利用工業(yè)炭黑加以活性化而制成活性炭的任何文獻(xiàn)公開。
本發(fā)明的目的在于提供一種利用炭黑制成活性炭的方法，該方法使用工業(yè)炭黑經(jīng)過(guò)預(yù)熱及蒸汽活化過(guò)程而制成附加值高的活性炭。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用炭黑制成活性炭的方法，將經(jīng)過(guò)純化及粉化的炭黑通過(guò)預(yù)熱、微波加熱后送入高溫活化爐內(nèi)，在蒸汽及二氧化碳或氮?dú)庵谢罨蔀榛钚蕴俊?br> 本發(fā)明的又一目的在于提供一種利用炭黑制成活性炭的方法，在連續(xù)操作條件下短時(shí)間內(nèi)完成活化，因此產(chǎn)率高，成本低。
本發(fā)明的其他目的及特點(diǎn)可由以下配合圖面的說(shuō)明而被更進(jìn)一步了解。


圖1表示本發(fā)明利用炭黑制成活性炭的流程示意圖；圖2表示本發(fā)明方法所用具體設(shè)備裝置的示意圖；圖3表示炭黑活化實(shí)驗(yàn)裝置圖。
如圖1所示，1是炭黑，可為熱裂解廢塑膠、廢橡膠或火力發(fā)電廠等工業(yè)鍋爐燃燒重油、瓦斯、煤炭等所產(chǎn)生的經(jīng)過(guò)酸、堿洗純化的炭黑，2是螺旋輸送機(jī)，其內(nèi)室借助電熱分段加熱而保持由室溫至150℃以上以便作為預(yù)熱室使用，炭黑1在此先受到預(yù)熱后轉(zhuǎn)送到微波室3，微波室3內(nèi)通有水管以便經(jīng)微波加熱至150℃～400℃而產(chǎn)生蒸汽，并作為第一活化室，經(jīng)預(yù)熱后的炭黑1在此經(jīng)微波短暫加熱升溫及蒸汽初次活化之后，送入流動(dòng)式高溫活化爐4中再施以加熱活化而得最終成品活性炭5?；罨癄t4內(nèi)通有水蒸氣及空氣，并保持爐內(nèi)溫度在700℃～1000℃之間。
更具體地，如圖2所示，粉狀炭黑1由投入口21進(jìn)入周圍借助電加熱裝置22分段控溫的作為預(yù)熱室兼輸送器的螺旋輸送機(jī)2內(nèi)，在此，炭黑1一邊被往前輸送，一邊受熱自室溫升至約150℃～200℃后，自出料口23排放于通入微波室3的輸送帶31上，輸送帶31將經(jīng)預(yù)熱的炭黑帶入前后設(shè)有遮波室32的微波主室33內(nèi)，主室33內(nèi)設(shè)有微波發(fā)生器34及蒸汽發(fā)生器35，分別產(chǎn)生微波及蒸汽而對(duì)炭黑施以第一次升溫活化。微波室3內(nèi)蒸汽的產(chǎn)生是通過(guò)將水導(dǎo)入具有許多噴水孔的水管35內(nèi)噴出后，藉微波室內(nèi)高達(dá)200℃～400℃的溫度及微波加熱氣化而成。經(jīng)過(guò)微波升溫活化的炭黑一出微波室3后即脫離輸送帶31而經(jīng)投入口41進(jìn)入立式活化爐4中，接受最后活化。爐中溫度例如藉助電熱維持在700℃以上，最好是在800℃～900℃，并藉底部的蒸汽入口42及空氣入口43分別通入蒸汽及空氣，其比例為1∶1～3∶1，以使經(jīng)第一次活化的細(xì)炭粉在此再接受高溫與蒸汽的充分接觸而活化成為活性炭之后，藉蒸汽與空氣的混合上升氣流升至爐室上方，再經(jīng)導(dǎo)管44進(jìn)入旋風(fēng)分離器的活性炭收集室45內(nèi)，并經(jīng)底部出口46收集于底部的收集桶47中。廢氣則由上部的排氣口48排出。桶47中收集的產(chǎn)品即為活性炭5。
在活化爐4中進(jìn)行活化時(shí)，導(dǎo)入的空氣亦可由氮?dú)饣蚨趸細(xì)馊〈?，雖可提高活化收率及品質(zhì)，但提高有限，卻增加成本，較不符經(jīng)濟(jì)原則。再者，微波室3中也可不通以蒸汽。
以下就熱解橡膠輪胎所得炭黑的活化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行說(shuō)明取10～20目的干燥炭黑30g放于容器內(nèi)預(yù)熱后，將其放入其中事先經(jīng)微波加熱一杯水至沸騰產(chǎn)生蒸汽后的微波爐內(nèi)施以微波加熱至約400℃之后，將炭黑改放于活化管6中，再移入圖3所示活化實(shí)驗(yàn)設(shè)備的高溫爐7中。由管8通入流量為30～50ml/min的空氣，并使?fàn)t中溫度繼續(xù)上升至500℃以上，再啟動(dòng)供水泵9經(jīng)水管10通入爐中，流量調(diào)整在25～35ml/min，水進(jìn)入高溫爐中化為蒸汽充滿爐內(nèi)。在此狀況繼續(xù)提升溫度至所需活化溫度活化時(shí)間之后，停止供水及加熱，再將空氣通入以便進(jìn)行清掃及冷卻，待溫度降至常溫后，取出活性炭。
上述實(shí)驗(yàn)中，在活化溫度設(shè)定為700℃，800℃及900℃的情形下分別實(shí)施，所得活性炭經(jīng)品質(zhì)測(cè)試結(jié)果如下表所示〔表1〕
由上表可知，炭黑經(jīng)本發(fā)明方法活化后所得到的活性炭，品質(zhì)可達(dá)到市售活性炭的吸附能力標(biāo)準(zhǔn)以上，尤其是由于活化過(guò)程可在連續(xù)作業(yè)下短時(shí)間內(nèi)完成。全部過(guò)程大約10分鐘至20分鐘即可完成，因此效率高。
權(quán)利要求
1．一種利用炭黑制成活性炭的方法，其中通過(guò)將粉狀炭黑導(dǎo)入高溫活化爐中在蒸汽包圍之下將其活化而形成粉狀活性炭，其特征在于炭黑藉外筒分段控溫的螺旋輸送機(jī)一邊預(yù)熱，一邊輸送至微波室內(nèi)部施以微波加熱至250℃～400℃之后，投入流動(dòng)式蒸氣活化爐中，在蒸汽氣氛及700℃～900℃的高溫下活化，而制得粉粒狀活性炭。
2．權(quán)利要求1的方法，其中螺旋輸送機(jī)內(nèi)的溫度自原料投入口至原料排出口由室溫逐漸增至150～200℃。
3．權(quán)利要求1的方法，微波室內(nèi)底部設(shè)有輸送帶，一端承接螺旋輸送機(jī)排出的原料，另一端則可將經(jīng)微波加熱的原料投入蒸汽活化爐的投入口，該原料是在輸送帶行走中接受微波加熱。
4．權(quán)利要求3的方法，微波室底部設(shè)有蒸汽發(fā)生器，其前、后分別設(shè)有一遮波室。
5．權(quán)利要求1的方法，蒸汽活性爐呈直立式，其底部設(shè)有蒸汽及空氣導(dǎo)入口，頂部具有一導(dǎo)管通至一旋風(fēng)分離型活性炭收集室，進(jìn)入爐中經(jīng)活化變成活性炭的產(chǎn)品由收集室底部的收集桶收集，而廢氣則由收集室頂部的排出口排放。
全文摘要
將炭黑,特別是處理廢輪胎、塑膠等廢棄物或火力發(fā)電廠等工廠鍋爐燃燒重油、煤炭、瓦斯等所產(chǎn)生的炭黑加以活化,使其成為附加值高的活性炭,一方面可資源回收,另一方面可解決廢棄物掩埋處置及環(huán)境污染問(wèn)題。經(jīng)過(guò)純化處理的炭黑借助螺旋輸送機(jī)一邊預(yù)熱、一邊輸送至微波加熱區(qū)加熱至250℃～400℃之后,送入流動(dòng)式蒸氣活化爐中,在通入水蒸氣及爐內(nèi)溫度保持在700℃～900℃下加熱活化,制成粉粒狀活性炭。
文檔編號(hào)C01B31/00GK1229055SQ9810566
公開日1999年9月22日 申請(qǐng)日期1998年3月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月18日
發(fā)明者鄧健郎, 王峰松 申請(qǐng)人:鄧健郎, 王峰松