專利名稱：一種環(huán)保型超級竹質(zhì)活性炭生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種竹質(zhì)活性炭生產(chǎn)方法，特別涉及一種超級竹質(zhì)活性炭生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
活性炭是一種孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、總孔容積、比表面積大的碳素材料，并以其優(yōu)良的吸附性能等綜合功能而廣泛應(yīng)用于環(huán)保、食品、醫(yī)藥、分離以及國防等領(lǐng)域，尤其是高比表面積的超級活性炭已成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)以及能源等高端領(lǐng)域的重要功能材料。隨著活性炭應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，應(yīng)用專一性日益增強(qiáng)，對活性炭質(zhì)量的要求也日益提高。普通活性炭存在灰分高、孔容小、微孔分布過寬、比表面小和吸附性能差等不足，而比表面異常發(fā)達(dá)、微孔分布集中為特征的高性能活性炭具有吸附路徑短、孔徑分布窄、有效吸附中心多、脫附速度快等特點(diǎn)，預(yù)計(jì)將在吸附、分離、催化、電子、能源(電能、氫能、天然氣能)等多種重要領(lǐng)域發(fā)揮日益重要的作用。在過去十年中，利用熱解工藝對竹質(zhì)資源進(jìn)行綜合利用的研究得到了較快的發(fā)展，竹質(zhì)資源在熱解后得到的產(chǎn)品竹炭也已在國內(nèi)外形成了一定的市場。竹炭作為一種新型吸附材料，在水質(zhì)凈化、空氣凈化與濕度調(diào)節(jié)、保鮮材料、電磁屏蔽材料及工業(yè)用半導(dǎo)體、環(huán)境保護(hù)、生態(tài)恢復(fù)、醫(yī)學(xué)和食品等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，取得了較好的效果。同其他的一些制炭有機(jī)物質(zhì)相比，由于竹材的微孔構(gòu)造明顯，在熱解后形成固體物炭比表面積、吸附性能和孔徑分布等方面都有其自身的特點(diǎn)。竹子具有生長快、材質(zhì)好、周期短(毛竹5年成材)、一次栽培管理得當(dāng)便可持續(xù)利用等獨(dú)特的生物學(xué)特征，決定了竹子可能是制備環(huán)保型高性能活性炭的最好原料之一。因此，用竹質(zhì)資源來生產(chǎn)活性炭可以節(jié)省大量木材，并給農(nóng)村經(jīng)濟(jì)帶來多種的效益。“以竹代木”、“以竹勝木”已成為傳統(tǒng)木質(zhì)活性炭行業(yè)發(fā)展的新理念，超級竹質(zhì)活性炭產(chǎn)品的出現(xiàn)將對我國活性炭工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步具有十分重大意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種環(huán)保型超級竹質(zhì)活性炭生產(chǎn)方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是將整個生產(chǎn)工藝分為三個部分 a.原料竹炭生產(chǎn)；b.竹炭的活化過程；c.活化后竹炭的處理。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)步驟是(1)將竹材按下列時間段和溫度在缺氧的條件下干餾以2-5°C /分鐘的速度升溫，升溫至280-320°C，保持溫度10小時，再升溫到650-770°C，保持溫度M小時以上，干餾室的氣壓保持在1. 5-3個大氣壓。得到的竹炭全炭含量在75-90%。然后將竹炭破碎，并經(jīng)過磨細(xì)，過60目篩，作為原料竹炭，供活化用。 (2)將原料竹炭、KOH與活化助劑K2S按1 2-4 0.02-0. 05的重量比例混合，放入全封閉式耐腐蝕活化爐中，以2-8°C /分鐘的速度升溫，升溫至800-830°C，活化時間為2_5小時。(3)將活化后的竹炭冷卻至80°C以下，采用0. 5-1. Omol/L的生石灰水Ca(OH)2進(jìn)行洗滌，使活性炭上的碳酸鉀同Ca(OH)2反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和KOH溶液，把淋洗物收集、分離。 (4)將生石灰水洗滌后的活性炭，再采用蒸餾水洗滌3-5次，至洗滌液pH達(dá)到6. 5-7. 5，然后干燥至衡重，得到竹質(zhì)超級活性炭。本發(fā)明生產(chǎn)的超級竹質(zhì)活性炭生產(chǎn)工藝具有以下特點(diǎn)(1)可利用竹子廢棄物生產(chǎn)超級竹質(zhì)活性炭，降低生產(chǎn)成本。(2)生產(chǎn)的活性炭比表面積可達(dá)1800m2/g，且中孔孔容明顯大于微孔孔容。


圖1為本發(fā)明“一種環(huán)保型超級竹質(zhì)活性炭生產(chǎn)方法”的工藝流程圖。具體實(shí)現(xiàn)方式實(shí)施例1:將竹材切成30-40cm大小竹片，放入炭化爐中裂解。開動炭化爐，以5°C /分鐘的升溫速度，升溫至280°C，保溫5小時，保持壓力在2個大氣壓。再以以5°C /分鐘的升溫速度，升溫到700°C，保持溫度30小時。然后將得到的竹炭破碎，并經(jīng)過磨細(xì)，過60目篩，作為原料竹炭。再將原料竹炭、KOH與活化助劑K2S按1 3 0.02的重量比例混合，放入全封閉式耐腐蝕活化爐中，以;TC /分鐘的升溫速度，升溫至830°C，活化爐內(nèi)壓力保持2個大氣壓，活化時間為5小時。再將活化后的竹炭冷卻至50°C以下，首先采用0. 5mol/L的生石灰水Ca(OH)2進(jìn)行洗滌，使活性炭上的碳酸鉀同Ca(OH)2反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和KOH溶液，把淋洗物收集、分離。再采用蒸餾水洗滌3-5次，至洗滌液pH達(dá)到6. 5-7. 5，然后在120°C的溫度下干燥至衡重，得到竹質(zhì)超級活性炭。而將淋洗得到的KOH溶液收集，可作為活化劑重新利用。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)保型超級竹質(zhì)活性炭生產(chǎn)方法，其特征在于該方法包括了下列三個步驟 a.原料竹炭生產(chǎn)；b.竹炭的活化過程；c.活化后竹炭的處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型超級竹質(zhì)活性炭生產(chǎn)方法，其特征在于所述的原料竹炭生產(chǎn)，將竹材按下列溫度和時間段在缺氧的條件下干餾以2-5°C /分鐘的速度升溫，升溫至280-320°C，保持溫度6-10小時，再升溫到650_770°C，保持溫度小時。干餾室的氣壓保持在1.5-3個大氣壓。然后將竹炭破碎，并經(jīng)過磨細(xì)，過60目篩，作為原料竹炭，供活化用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型超級竹質(zhì)活性炭生產(chǎn)方法，其特征在于竹炭的活化采用以下步驟(1)將原料竹炭、KOH與活化助劑K2S按1 2-4 0. 02-0. 05的重量比例混合；(2)將上述混合物放入全封閉式耐腐蝕活化爐中，以2-8°C /分鐘的速度升溫，升溫至800-830°C，活化時間為2-5小時，活化爐內(nèi)壓力保持1. 5至3個大氣壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型超級竹質(zhì)活性炭生產(chǎn)方法，其特征在于活化后竹炭的處理方法為將活化后的竹炭冷卻至80°C以下，采用0. 5-1. Omol/L的生石灰水 Ca (OH) 2進(jìn)行洗滌，使活性炭上的碳酸鉀同Ca (OH) 2反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和KOH溶液，把淋洗物收集、分離；再采用蒸餾水洗滌3-5次，至洗滌液pH達(dá)到6. 5-7. 5，然后干燥至衡重，得到竹質(zhì)超級活性炭。
全文摘要
本發(fā)明提供了竹質(zhì)超級活性炭制備技術(shù)。其生產(chǎn)工藝分為三個部分a.原料竹炭生產(chǎn)；b.竹炭的活化過程；c.活化后竹炭的處理。竹材炭化材按下列工藝在缺氧的條件下干餾以2-5℃/分鐘的速度升溫至280-320℃，保持溫度10小時，再升溫到650-770℃，保持溫度24小時以上，干餾室的氣壓保持在1.5-3個大氣壓。然后將原料竹炭、KOH與活化助劑K2S按1∶2-4∶0.02-0.05的重量比例混合，放入全封閉式耐腐蝕活化爐中，在800-830℃條件下，活化2-5小時?；罨裉坷鋮s后，用0.5-1.0mol/L的Ca(OH)2溶液洗滌，使活性炭上的碳酸鉀同Ca(OH)2反應(yīng)生成CaCO3沉淀和KOH，收集、分離淋洗物；再用蒸餾水洗滌3-5次，至洗滌液pH為6.5-7.5，然后干燥至恒重，得到竹質(zhì)超級活性炭。本發(fā)明采用的原料價格低廉、生產(chǎn)過程環(huán)保，便于推廣應(yīng)用。
文檔編號C01B31/12GK102259855SQ20101018708
公開日2011年11月30日 申請日期2010年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者包永潔, 吳再興, 王樹東, 王正郁, 鐘哲科 申請人:國家林業(yè)局竹子研究開發(fā)中心