專利名稱：一種制備超級活性炭的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超級活性炭的制備工藝方法，屬于精細(xì)化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
超級活性炭的比表面積在2000m2/g以上，甚至可以超過3000m2/g。由于具有超高的比表面積，該類活性炭吸附能力極強(qiáng)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、催化、氣體分離及儲存、能源、鹽水淡化、金屬回收等領(lǐng)域。
超級活性炭的制備方法基本上有三類物理活化法、化學(xué)活化法、物理-化學(xué)聯(lián)合活化法。其中較常用的是后兩種活化方法。化學(xué)活化法中常用的活化劑有堿金屬、堿土金屬的氫氧化物(CN01126708.9，CN00107740.6)，無機(jī)鹽類以及一些酸類，其中以堿金屬氫氧化物作為活化劑制得的超級活性炭性能最優(yōu)異(煤炭轉(zhuǎn)化，Vol.24，No.2，2001.429)。
使用堿金屬氫氧化物作為活化劑，產(chǎn)生的堿蒸氣和堿飛沫對環(huán)境的污染大，活化完成活性炭洗滌時產(chǎn)生大量堿性廢液，其主要成分為堿金屬碳酸鹽和氫氧化物，濃度高堿性強(qiáng)，直接排放也會嚴(yán)重污染環(huán)境，一般采用酸中和的方法處理(新型炭材料，Vol.14，No.2，1999.6)，酸消耗量大，成本高，且造成物料浪費，不適宜規(guī)模化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保型工藝流程，用于以KOH、NaOH等堿金屬氫氧化物為活化劑制備超級活性炭。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下以破碎至20～200目的石油焦、煤、瀝青、木質(zhì)素、果殼、橡膠、樹脂或合成纖維的炭化物為碳原料，以KOH、NaOH等堿金屬氫氧化物為活化劑，堿金屬氫氧化物與碳原料按質(zhì)量比0.1～1∶1～10混合，在氮氣氣氛保護(hù)的全封閉式耐腐蝕爐腔中進(jìn)行活化，溫度控制在400～850℃，尾氣導(dǎo)入洗氣塔去除其中含堿蒸氣和飛沫等物質(zhì)后排出；出爐粗產(chǎn)品經(jīng)水洗干燥得到成品活性炭；洗滌活性炭產(chǎn)生的堿性溶液，加入鈣的氧化物或氫氧化物，加入量應(yīng)大于溶液中碳酸根離子的量，經(jīng)充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)，使堿性溶液中的堿金屬碳酸鹽轉(zhuǎn)化為氫氧化物和碳酸鈣，分離碳酸鈣沉淀后存留于清液中的堿金屬氫氧化物回收再用作活化劑，碳酸鈣沉淀物經(jīng)水洗滌作為副產(chǎn)品。
堿金屬氫氧化物指KOH或NaOH的固體或溶液。
鈣的氧化物或氫氧化物指生石灰、熟石灰或熟石灰漿料、氫氧化鈣溶液。
鈣的氧化物或氫氧化物的用量應(yīng)大于堿性洗滌溶液中碳酸根離子的量。
該方法可以避免和消除堿活化制備活性炭工藝中的污染，適用于超級活性炭的規(guī)?；a(chǎn)。


圖1制備超級活性炭工藝流程圖具體實施方式
實例1以石油焦為碳原料，在120℃下干燥6小時，破碎篩分出100～180目，以KOH為活化劑，堿炭質(zhì)量比為5∶1，活化爐采用氣密式電熱推板窯爐，在800℃的溫度下進(jìn)行活化反應(yīng)，窯爐尾氣導(dǎo)入填料式洗氣塔進(jìn)行處理，塔中淋洗液體為1mol/L的鹽酸溶液；出爐粗產(chǎn)品經(jīng)蒸餾水反復(fù)洗滌至pH為7～8，干燥得到成品活性炭；以KOH用量0.6倍的CaO配制熟石灰漿料，將漿料加入洗滌活性炭產(chǎn)生的堿性溶液中，經(jīng)充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)，使洗滌溶液中的K2CO3轉(zhuǎn)化為KOH和CaCO3，經(jīng)過沉淀分離，KOH存留于清液中，濃縮后回收循環(huán)再利用，CaCO3沉淀經(jīng)洗滌至中性作為副產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種制備超級活性炭的工藝，其特征是以堿金屬氫氧化物與碳原料按質(zhì)量比0.1～1∶1～10混合，在氮氣氣氛保護(hù)的全封閉式耐腐蝕爐腔中活化，活化溫度為400～850℃，尾氣導(dǎo)入洗氣塔去除其中含堿蒸氣和飛沫等物質(zhì)后排出，出爐粗產(chǎn)品經(jīng)洗滌、干燥得到成品活性炭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級活性炭制備工藝，其特征是洗滌活性炭產(chǎn)生的堿性溶液，加入鈣的氧化物或氫氧化物，經(jīng)充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)，使堿性溶液中的堿金屬碳酸鹽轉(zhuǎn)化為氫氧化物和碳酸鈣，分離碳酸鈣沉淀后存留于清液中的堿金屬氫氧化物回收再用作活化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備超級活性炭工藝，其特征是堿金屬氫氧化物為KOH或NaOH的固體或溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備超級活性炭工藝，其特征是含碳原料為破碎至20～200目的石油焦、煤、瀝青、木質(zhì)素、果殼、橡膠、樹脂或合成纖維的炭化物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備超級活性炭工藝，其特征是鈣的氧化物或氫氧化物指生石灰、熟石灰或熟石灰漿料及氫氧化鈣溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超級活性炭制備工藝，其特征是鈣的氧化物或氫氧化物的用量大于堿性洗滌溶液中碳酸根離子的量。
全文摘要
一種以堿金屬氫氧化物為活化劑制備超級活性炭的工藝。堿金屬氫氧化物與含碳原料混合后在全封閉式耐腐蝕爐腔內(nèi)進(jìn)行活化，尾氣經(jīng)溶液洗滌裝置處理，脫除其中堿蒸氣和飛沫等物質(zhì)；出爐粗產(chǎn)品經(jīng)水洗、干燥得到成品活性炭；洗滌處理過程產(chǎn)生的堿性廢液，加入鈣的氧化物或氫氧化物，經(jīng)充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)，使廢液中的堿金屬碳酸鹽轉(zhuǎn)化為氫氧化物和碳酸鈣，經(jīng)過沉淀分離，氫氧化物存留于清液中回收循環(huán)再利用，沉淀物碳酸鈣經(jīng)洗滌作為副產(chǎn)品。
文檔編號C01B31/12GK101028925SQ20061005670
公開日2007年9月5日 申請日期2006年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月3日
發(fā)明者張文峰, 曹高萍, 楊裕生 申請人:中國人民解放軍63971部隊