用于負(fù)載催化劑的木質(zhì)顆粒活性炭及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種空氣凈化的負(fù)載催化劑的木質(zhì)顆?；钚蕴考捌渲苽浞椒?，屬空氣凈化用活性炭及其制備方法領(lǐng)域，其原料質(zhì)量配比為：質(zhì)粉狀活性炭78?82份、粘合劑6?7份，固化劑0.5?0.8份，碳酸氫鈉2.5?3.5份，丙烯酸9?13份，水182?210份；上述原料經(jīng)混合、拌勻、造粒成為木質(zhì)顆?；钚蕴?；其制備方法包括以下步驟：A、備料；B、制粘合液；C、拌料；D、造粒。本發(fā)明孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，比煤質(zhì)活性炭和椰殼活性炭能附載兩倍以上的催化劑，能使吸附在活性炭上的有害氣體被降解，其耐溫、耐水，又耐磨和抗老化、強(qiáng)度和耐磨性好。
【專利說明】
用于負(fù)載催化劑的木質(zhì)顆?；钚蕴考捌渲苽浞椒?br>技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及空氣凈化用活性炭及其制備方法領(lǐng)域，特別是指一種用于負(fù)載催化劑的木質(zhì)顆?；钚蕴考捌渲苽浞椒??！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前，室內(nèi)及車內(nèi)等密閉空間內(nèi)的V0CS(揮發(fā)性可燃?xì)怏w，主要是甲醛、苯、甲苯及二甲苯等)對人體造成的傷害日益受到人們的重視。目前市場上用于空氣凈化器領(lǐng)域和有害氣體及溶劑回收處理領(lǐng)域的柱狀活性炭絕大部分都是采用煤質(zhì)活性炭和椰殼活性炭，它們在成型當(dāng)中采用了大量的煤焦油、瀝青和有機(jī)粘合劑，然后經(jīng)過捏合攪拌均與后，再用 500噸液壓機(jī)強(qiáng)行液壓造粒成型。這兩種產(chǎn)品具有以下幾點缺陷:(1)再好的煤質(zhì)活性炭和椰殼活性炭它們的孔隙結(jié)構(gòu)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如木質(zhì)活性炭發(fā)達(dá)，因為它們只有微孔發(fā)達(dá)，而沒有木質(zhì)活性炭獨有的大孔和中孔，所以對于空氣中的多種有害氣體，煤質(zhì)活性炭和椰殼活性炭是不能與木質(zhì)活性炭相提并論的；(2)木質(zhì)活性炭的體積大，比重輕，吸附功能強(qiáng)，而煤質(zhì)活性炭和椰殼活性炭的密度大，堆積比重大，吸附能力非常有限;煤質(zhì)活性炭和椰殼活性炭的四氯化碳指標(biāo)最好的只有60_80wt%，而木質(zhì)活性炭最好的有120-135wt%以上，并且木質(zhì)活性炭的碘吸附值一般最低的都有1200以上，而煤質(zhì)活性炭最好的才有900左右；(3)用煤焦油和瀝青制成的柱狀或顆粒煤質(zhì)活性炭，在負(fù)載改性催化劑時會產(chǎn)生一種強(qiáng)烈刺鼻的臭味，嚴(yán)重污染環(huán)境；(4)因煤質(zhì)柱狀活性炭和椰殼顆?；钚蕴康亩逊e比重，在制作空氣凈化器濾網(wǎng)和制作空氣凈化塔時會大大增加生產(chǎn)成本和運(yùn)行成本；(4)由于煤質(zhì)活性炭和椰殼活性炭的大、中孔不發(fā)達(dá)，因此，在負(fù)載催化劑時，它只能附載在細(xì)小的微孔里面和活性炭的表面，從而大大降低了它的凈化效果和凈化能力。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種以木質(zhì)粉狀活性炭為主要原材料造粒后制成的用于負(fù)載催化劑的木質(zhì)顆粒活性炭及其制備方法，其孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，比煤質(zhì)活性炭和椰殼活性炭能附載兩倍以上的催化劑，能使吸附在活性炭上的有害氣體被降解，其耐溫、耐水，又耐磨和抗老化、強(qiáng)度和耐磨性好。
[0004]本發(fā)明提出一種用于負(fù)載催化劑的木質(zhì)顆?；钚蕴浚湓腺|(zhì)量配比為:木質(zhì)粉狀活性炭78-82份、粘合劑6-7份，固化劑0.5-0.8份，碳酸氫鈉2.5-3.5份，丙烯酸9-13份，水 182-210份;上述原料經(jīng)混合、拌勻、造粒成為木質(zhì)顆?；钚蕴?。
[0005]優(yōu)選地，所述木質(zhì)粉狀活性炭是以杉樹木肩為原料，以磷酸為催化劑采用化學(xué)法生產(chǎn)的250-320目粉狀活性炭。
[0006]本發(fā)明還提出一種用于負(fù)載催化劑的木質(zhì)顆?；钚蕴康闹苽浞椒?，包括以下步驟:
[0007]A、備料:按以下質(zhì)量配比準(zhǔn)備原料:木質(zhì)粉狀活性炭78-82份、粘合劑6-7份，固化劑0.5-0.8份，碳酸氫鈉2.5-3.5份，丙烯酸9-13份，水182-210份；
[0008]B、制粘合液:將上述粘合劑、固化劑、碳酸氫鈉、丙烯酸、水進(jìn)行高速剪切攪拌，攪拌足夠時間使各原料充分混合均勻，成為均質(zhì)的膠粘流體狀的粘合液；
[0009]C、拌料:再將木質(zhì)粉狀活性炭和粘合液進(jìn)行高速攪拌、捏合，使粉狀活性炭和已配制好的粘合液完全溶于一體；[〇〇1〇] D、造粒:用造粒及破斷設(shè)備將拌好的料制成顆粒狀，烘干至水分10%以下。
[0011]優(yōu)選地，木質(zhì)粉狀活性炭為以磷酸為催化劑生產(chǎn)的化學(xué)法活性炭，其生產(chǎn)方法包括以下步驟:先將木肩原料進(jìn)行篩選烘干;加配磷酸與木肩捏合攪拌，磷酸與木肩的質(zhì)量比例為1:1.5;輸入炭化爐，炭化料的炭溫控制為200-220°C ;輸入活化爐，活化料的溫度控制在480-550°C ;再將磷酸回收后的木肩漂洗、晾干、烘干至水分彡10% ;擂磨成250-320目即得。
[0012]所述“B、制粘合液”步驟中，采用高速分散機(jī)進(jìn)行高速剪切攪拌;所述“C、拌料”采用高速捏合機(jī)進(jìn)行高速攪拌、剪切、捏合。[0〇13] 所述“D、造?！辈襟E中，造粒設(shè)備的造粒壓力為5.0-7.0MPa，造粒的顆粒規(guī)格粒徑 2.〇-2.5mm〇[〇〇14] “G、干燥”步驟中，烘干的溫度控制在80-120度左右，烘干時間為3-4個小時；烘干后篩分，將細(xì)炭灰徹底篩除，再包裝即得。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:在“制粘合液”步驟中，進(jìn)行高速剪切能將粘合劑快速分解溶于水，制成膠粘體，并且可以快速將固化劑、碳酸氫鈉、丙烯酸等與粘合劑混合攪拌，從而達(dá)到生產(chǎn)工藝所需要的效果;在“拌料”步驟中，因活性炭和粘合劑是兩種不同形狀和性質(zhì)的物料，活性炭是水分< 10 %粉狀物體，而粘合劑是漿糊狀流體，充分?jǐn)嚢枘蠛夏茏寖煞N物體通過機(jī)械的高速運(yùn)轉(zhuǎn)、攪拌、剪切、捏合，達(dá)到使粉狀活性炭和已配制好的粘合劑完全溶于一體成為制粒前的物料;經(jīng)成型烘干后，粘合劑材料會很快成形一個無形的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，將活性炭牢牢地固化成型，從而達(dá)到既不破壞活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)，又能將粉狀活性炭有機(jī)地結(jié)合在一起；
[0016]成型造粒工序的配方中，選用木質(zhì)粉狀活性炭的為主要原料，它的主要優(yōu)點是孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，分布合理，不但微孔發(fā)達(dá)，還有其它像煤質(zhì)活性炭、椰殼活性炭、果殼活性炭等都不具有的中孔和大孔，因此只有活性炭本身具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)支撐的成型活性炭產(chǎn)品，才能更大容量地載入更多的催化劑，才能突顯產(chǎn)品對有害氣體的特殊性能和高效分解的作用。另一方面，選用木質(zhì)活性炭是由于它的體積大、重量輕、堆積密度小，與其它如煤質(zhì)炭相比，同體積的填充量要少用炭40%左右，能大大地降低用戶的生產(chǎn)成本，也為節(jié)約有限的煤炭資源開辟了新的有效途徑。
[0017]選用羧甲基纖維素等4中添加劑能將木質(zhì)粉狀活性炭能有效成型，確保成型后的強(qiáng)度和耐酸、耐堿、耐溫的基本性能，還能確保活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)不被破壞和堵塞。粘合劑選用羧甲基纖維素(化學(xué)表述為CMC)是充分利用其能易溶于水和具有增稠、成膜、黏結(jié)、水分保護(hù)和膠體保護(hù)的優(yōu)越性能，并且在溶于水后，通過充分?jǐn)嚢柰耆澈希咧g不存在固液分離現(xiàn)象，表面平整光滑，干燥后成形一個網(wǎng)套，能有效地將活性炭及其它物質(zhì)牢牢地網(wǎng)住成形不同形狀的產(chǎn)品，從而解決確?；钚蕴康目紫督Y(jié)構(gòu)不被破壞和堵塞，達(dá)到最佳吸附效果。而固化劑也就是3051低分子聚酰胺，它的主要作用是利用它具有優(yōu)良的高溫力學(xué)性能，從而提高成型后的產(chǎn)品具有彎曲強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度，增加產(chǎn)品的穩(wěn)定性、耐熱性、粘結(jié)性和阻燃性，從而使產(chǎn)品能適應(yīng)在不同環(huán)境下的使用，延長產(chǎn)品使用壽命，確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。碳酸氫鈉是一種膨化劑和酸堿調(diào)節(jié)劑，將共用于成型活性炭的生產(chǎn)當(dāng)中，主要增加成型后活性炭產(chǎn)品的孔隙結(jié)構(gòu)，降低密度，提高吸附能力和空間，而且，碳酸氫鈉還有吸收空氣中的琉璃酸和異味，殺死細(xì)菌的功能，調(diào)節(jié)中和活性炭的酸堿度。丙烯酸類的聚合物具有廣泛的黏結(jié)性，并且耐水、耐光、抗老化，安全可靠，無任何毒性，將其用于成型活性炭的生產(chǎn)，它在常溫、常壓下可以使粉狀活性炭實現(xiàn)快速黏合成型，并使產(chǎn)品成型后具有一定的彈性和韌性，確保產(chǎn)品的強(qiáng)度和耐磨性。羧甲基纖維素的網(wǎng)套成形、膠體保護(hù)作用，固化劑的高溫力學(xué)性能，碳酸氫鈉的膨化和殺菌去味功能，丙烯酸的黏合和增加韌性、強(qiáng)度作用，該四者有機(jī)結(jié)合、相輔相成、共同作用于將粉末活性炭，通過充分?jǐn)嚢枞缓笾频妙w粒或柱狀形活性炭產(chǎn)品，使制得的產(chǎn)品達(dá)到性能良好、效果顯著，既耐溫、耐水，又耐磨和抗老化，從而滿足市場和客戶的需要。
[0018]總之，本發(fā)明產(chǎn)品主要用于空氣凈化器和有害氣體凈化處理行業(yè)，主要優(yōu)點是: (1)選用木質(zhì)活性炭制成的柱狀或顆?；钚蕴矿w積大，孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，吸附能力強(qiáng)，經(jīng)負(fù)載入催化劑后，甲醛有效去除率可達(dá)到了97%以上，潔凈空氣量為110-150%，累計凈化量為甲醛M>1500ml(F4區(qū)間)；(2)比煤質(zhì)活性炭和椰殼活性炭能附載兩倍以上的催化劑，從而大大提高了活性炭在空氣凈化器的性能和空氣濾網(wǎng)的使用周期；(3)木質(zhì)柱狀(顆粒)活性炭的堆積比為〇.35g/ml，為輕質(zhì)炭，與煤質(zhì)炭相比要輕50%以上，這樣，與其它煤質(zhì)活性炭相比，本產(chǎn)品的用量是其它活性炭的50%，因此可以實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能，降低企業(yè)生產(chǎn)成本的作用?！揪唧w實施方式】
[0019]實施例一
[0020]本實施例提出一種用于負(fù)載催化劑的木質(zhì)顆?；钚蕴浚湓腺|(zhì)量配比為:木質(zhì)粉狀活性炭79份、粘合劑7份，固化劑0.6份，碳酸氫鈉2.6份，丙烯酸10份，水185份;所述木質(zhì)粉狀活性炭是以杉樹木肩為原料，以磷酸為催化劑采用化學(xué)法生產(chǎn)的260目粉狀活性炭。
[0021]本發(fā)明還提出一種用于負(fù)載催化劑的木質(zhì)顆?；钚蕴康闹苽浞椒?，包括以下步驟:
[0022]A、備料:按上述質(zhì)量配比準(zhǔn)備六種原料；
[0023]B、制粘合液:將上述粘合劑、固化劑、碳酸氫鈉、丙烯酸、水進(jìn)行高速剪切攪拌，攪拌足夠時間使各原料充分混合均勻，成為均質(zhì)的膠粘流體狀的粘合液；[〇〇24] C、拌料:再將木質(zhì)粉狀活性炭和粘合液進(jìn)行高速攪拌、捏合，使粉狀活性炭和已配制好的粘合液完全溶于一體；
[0025]D、造粒:用造粒及破斷設(shè)備將拌好的料制成顆粒狀，烘干至水分10%以下。
[0026]木質(zhì)粉狀活性炭為以磷酸為催化劑生產(chǎn)的化學(xué)法活性炭，其生產(chǎn)方法包括以下步驟:先將木肩原料進(jìn)行篩選烘干；加配磷酸與木肩捏合攪拌，磷酸與木肩的質(zhì)量比例為1: 1.4;輸入炭化爐，炭化料的炭溫控制為200°C ;輸入活化爐，活化料的溫度控制在490°C ;再將磷酸回收后的木肩漂洗、晾干、烘干至水分<10%;擂磨成250-320目即得。
[0027]所述“B、制粘合液”步驟中，采用高速分散機(jī)進(jìn)行高速剪切攪拌;所述“C、拌料”采用高速捏合機(jī)進(jìn)行高速攪拌、剪切、捏合。所述“D、造粒”步驟中，造粒設(shè)備的造粒壓力為5.0-7.0MPa，造粒的顆粒規(guī)格粒徑2.0-2.5mm。[〇〇28] 實施例二
[0029]本實施例提出一種用于負(fù)載催化劑的木質(zhì)顆?；钚蕴?，其原料質(zhì)量配比為:木質(zhì)粉狀活性炭80份、粘合劑9份，固化劑0.7份，碳酸氫鈉3.0份，丙烯酸12份，水200份;所述木質(zhì)粉狀活性炭是以杉樹木肩為原料，以磷酸為催化劑采用化學(xué)法生產(chǎn)的280目粉狀活性炭。
[0030]本發(fā)明還提出一種用于負(fù)載催化劑的木質(zhì)顆?；钚蕴康闹苽浞椒?，包括以下步驟:
[0031]A、備料:按上述質(zhì)量配比準(zhǔn)備六種原料；
[0032]B、制粘合液:將上述粘合劑、固化劑、碳酸氫鈉、丙烯酸、水進(jìn)行高速剪切攪拌，攪拌足夠時間使各原料充分混合均勻，成為均質(zhì)的膠粘流體狀的粘合液；[〇〇33] C、拌料:再將木質(zhì)粉狀活性炭和粘合液進(jìn)行高速攪拌、捏合，使粉狀活性炭和已配制好的粘合液完全溶于一體；
[0034]D、造粒:用造粒及破斷設(shè)備將拌好的料制成顆粒狀，烘干至水分10%以下。
[0035]木質(zhì)粉狀活性炭為以磷酸為催化劑生產(chǎn)的化學(xué)法活性炭，其生產(chǎn)方法包括以下步驟:先將木肩原料進(jìn)行篩選烘干；加配磷酸與木肩捏合攪拌，磷酸與木肩的質(zhì)量比例為1: 1.5;輸入炭化爐，炭化料的炭溫控制為210°C ;輸入活化爐，活化料的溫度控制在500°C ;再將磷酸回收后的木肩漂洗、晾干、烘干至水分<10%;擂磨成250-320目即得。[〇〇36]所述“B、制粘合液”步驟中，采用高速分散機(jī)進(jìn)行高速剪切攪拌;所述“C、拌料”采用高速捏合機(jī)進(jìn)行高速攪拌、剪切、捏合。所述“D、造?！辈襟E中，造粒設(shè)備的造粒壓力為5.0-7.0MPa，造粒的顆粒規(guī)格粒徑2.0-2.5mm。[〇〇37] 實施例三
[0038]本實施例提出一種用于負(fù)載催化劑的木質(zhì)顆粒活性炭，其原料質(zhì)量配比為:木質(zhì)粉狀活性炭82份、粘合劑10份，固化劑0.8份，碳酸氫鈉3.3份，丙烯酸13份，水205份;所述木質(zhì)粉狀活性炭是以杉樹木肩為原料，以磷酸為催化劑采用化學(xué)法生產(chǎn)的300目粉狀活性炭。
[0039]本發(fā)明還提出一種用于負(fù)載催化劑的木質(zhì)顆?；钚蕴康闹苽浞椒?，包括以下步驟:
[0040]A、備料:按上述質(zhì)量配比準(zhǔn)備六種原料；[0041 ] B、制粘合液:將上述粘合劑、固化劑、碳酸氫鈉、丙烯酸、水進(jìn)行高速剪切攪拌，攪拌足夠時間使各原料充分混合均勻，成為均質(zhì)的膠粘流體狀的粘合液；[〇〇42] C、拌料:再將木質(zhì)粉狀活性炭和粘合液進(jìn)行高速攪拌、捏合，使粉狀活性炭和已配制好的粘合液完全溶于一體；
[0043]D、造粒:用造粒及破斷設(shè)備將拌好的料制成顆粒狀，烘干至水分10%以下。
[0044]木質(zhì)粉狀活性炭為以磷酸為催化劑生產(chǎn)的化學(xué)法活性炭，其生產(chǎn)方法包括以下步驟:先將木肩原料進(jìn)行篩選烘干；加配磷酸與木肩捏合攪拌，磷酸與木肩的質(zhì)量比例為1: 1.6;輸入炭化爐，炭化料的炭溫控制為220°C ;輸入活化爐，活化料的溫度控制在530°C ;再將磷酸回收后的木肩漂洗、晾干、烘干至水分<10%;擂磨成250-320目即得。[〇〇45]所述“B、制粘合液”步驟中，采用高速分散機(jī)進(jìn)行高速剪切攪拌;所述“C、拌料”采用高速捏合機(jī)進(jìn)行高速攪拌、剪切、捏合。所述“D、造粒”步驟中，造粒設(shè)備的造粒壓力為5.0-7.0MPa，造粒的顆粒規(guī)格粒徑2.0-2.5mm。
[0046]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于負(fù)載催化劑的木質(zhì)顆?；钚蕴?，其特征在于，其原料質(zhì)量配比為:木質(zhì)粉狀 活性炭78-82份、粘合劑6-7份，固化劑0.5-0.8份，碳酸氫鈉2.5-3.5份，丙烯酸9-13份，水 182-210份;上述原料經(jīng)混合、拌勻、造粒成為木質(zhì)顆?；钚蕴?。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于負(fù)載催化劑的木質(zhì)顆粒活性炭，其特征在于，所述木質(zhì)粉 狀活性炭是以杉樹木肩為原料，以磷酸為催化劑采用化學(xué)法生產(chǎn)的250-320目粉狀活性炭。3.—種用于負(fù)載催化劑的木質(zhì)顆?；钚蕴康闹苽浞椒ǎ涮卣髟谟?，包括以下步驟:A、備料:按以下質(zhì)量配比準(zhǔn)備原料:木質(zhì)粉狀活性炭78-82份、粘合劑6-7份，固化劑 0.5-0.8份，碳酸氫鈉2.5-3.5份，丙烯酸9-13份，水182-210份；B、制粘合液:將上述粘合劑、固化劑、碳酸氫鈉、丙烯酸、水進(jìn)行高速剪切攪拌，攪拌足 夠時間使各原料充分混合均勻，成為均質(zhì)的膠粘流體狀的粘合液；C、拌料:再將木質(zhì)粉狀活性炭和粘合液進(jìn)行高速攪拌、捏合，使粉狀活性炭和已配制好 的粘合液完全溶于一體；D、造粒:用造粒及破斷設(shè)備將拌好的料制成顆粒狀，烘干至水分10%以下。4.根據(jù)權(quán)利要求3述的用于負(fù)載催化劑的木質(zhì)顆?；钚蕴康闹苽浞椒?，其特征在于，木 質(zhì)粉狀活性炭為以磷酸為催化劑生產(chǎn)的化學(xué)法活性炭，其生產(chǎn)方法包括以下步驟:先將木 肩原料進(jìn)行篩選烘干;加配磷酸與木肩捏合攪拌，磷酸與木肩的質(zhì)量比例為1:1.5;輸入炭 化爐，炭化料的炭溫控制為200-220°C ;輸入活化爐，活化料的溫度控制在480-550°C ;再將 磷酸回收后的木肩漂洗、晾干、烘干至水分彡10%;擂磨成250-320目即得。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于負(fù)載催化劑的木質(zhì)顆?；钚蕴康闹苽浞椒?，其特征在 于，所述“B、制粘合液”步驟中，采用高速分散機(jī)進(jìn)行高速剪切攪拌;所述“C、拌料”采用高速 捏合機(jī)進(jìn)行高速攪拌、剪切、捏合。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于負(fù)載催化劑的木質(zhì)顆?；钚蕴康闹苽浞椒?，其特征在于， 所述“D、造粒”步驟中，造粒設(shè)備的造粒壓力為5.0-7.0MPa，造粒的顆粒規(guī)格粒徑2.0-2.5mm〇7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于負(fù)載催化劑的木質(zhì)顆粒活性炭的制備方法，其特征在于， “G、干燥”步驟中，烘干的溫度控制在80-120度左右，烘干時間為3-4個小時;烘干后篩分，將 細(xì)炭灰徹底篩除，再包裝即得。
【文檔編號】B01J31/26GK106000376SQ201610350089
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】鄧立志
【申請人】湖南宇潔活性炭環(huán)保科技有限公司