本發(fā)明涉及活性炭領(lǐng)域，具體涉及一種適于高溫環(huán)境使用的活性炭的制備工藝。

背景技術(shù)：

活性炭。是黑色粉末狀或塊狀、顆粒狀、蜂窩狀的無(wú)定形碳，也有排列規(guī)整的晶體碳?；钚蕴恐谐荚赝猓€包含兩類摻和物：一類是化學(xué)結(jié)合的元素，主要是氧和氫，這些元素是由于未完全炭化而殘留在炭中，或者在活化過(guò)程中，外來(lái)的非碳元素與活性炭表面化學(xué)結(jié)合，如用水蒸氣活化時(shí)，活性炭表面被氧化或水蒸氣氧化；另一類摻和物是灰分，它是活性炭的無(wú)機(jī)部分；灰分在活性碳中易造成二次污染。

活性炭在元素組成方面，80％-90％以上由碳組成，這也是活性炭為疏水性吸附劑的原因?；钚蕴恐谐颂荚赝?，還包含有兩類摻和物：一類是化學(xué)結(jié)合的元素，主要是氧和氫，這些元素是由于未完全炭化而殘留在炭中，或者在活化過(guò)程中，外來(lái)的非碳元素與活性炭表面化學(xué)結(jié)合，如用水蒸氣活化時(shí)，活性炭表面被氧化或水蒸氣氧化；另一類摻和物是灰分，它是活性炭的無(wú)機(jī)部分，幾種活性炭的元素組成。隨著活性炭行業(yè)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的行業(yè)和企業(yè)運(yùn)用到了活性炭，也有一些企業(yè)進(jìn)入了活性炭行業(yè)。

活性炭的主要原料幾乎可以是所有富含碳的有機(jī)材料，如煤、木材、果殼、椰殼、核桃殼、杏殼、棗殼等。這些含碳材料在活化爐中，在高溫和一定壓力下通過(guò)熱解作用被轉(zhuǎn)換成活性炭。在此活化過(guò)程中，巨大的表面積和復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)逐漸形成，而所謂的吸附過(guò)程正是在這些孔隙中和表面上進(jìn)行的，活性炭中孔隙的大小對(duì)吸附質(zhì)有選擇吸附的作用，這是由于大分子不能進(jìn)入比它孔隙小的活性炭孔徑內(nèi)的緣故?；钚蕴渴怯珊繛橹鞯奈镔|(zhì)作原料，經(jīng)高溫炭化和活化制得的疏水性吸附劑。活性炭含有大量微孔，具有巨大無(wú)比的表面積，能有效地去除色度、臭味，可去除二級(jí)出水中大多數(shù)有機(jī)污染物和某些無(wú)機(jī)物，包含某些有毒的重金屬。

高溫環(huán)境下活性炭的吸附能力會(huì)大大降低，這樣就影響了活性炭的使用效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種適于高溫環(huán)境使用的活性炭的制備工藝，炭化后對(duì)炭化料進(jìn)行滲氮處理，使得活性炭硬度大大提高、弱化碳原子間結(jié)合力度，幫助增加炭化料的疏松度，而且本發(fā)明的活化溫度較低，更節(jié)省能源。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種適于高溫環(huán)境使用的活性炭的制備工藝，包括以下步驟：

(1)將原料破碎成塊然后與熱的白酒酒糟混合并向混合物內(nèi)噴灑乳糖液，同時(shí)向混合料內(nèi)投入酵母菌，然后將混合物密封發(fā)酵，將發(fā)酵后的原料破碎成200-500目的顆粒狀；

(2)將發(fā)酵處理后的原料與原料質(zhì)量1％茶多酚、1％腰果殼油摩擦粉混合，混合料在氧氣占比為28％-30％的氣體中加熱至80-90℃，加熱過(guò)程中不斷攪動(dòng)混合料，加熱30分鐘后結(jié)束；

(3)將混合料投入噴爆機(jī)內(nèi)進(jìn)行噴爆膨化；

(4)將膨化后的混合料置于堿性氛圍中堿化10-30分鐘；

(5)將堿化后的混合料進(jìn)行干燥處理，干燥溫度為60-80℃，干燥1小時(shí)；

(6)將混合料放置到爐車上并將爐車推到炭化爐內(nèi)進(jìn)行炭化；

(7)將炭化后的炭化料用400-450℃的氮?dú)鈬姶?0分鐘，再除雜，然后將混合料送入活化爐內(nèi)活化，用水蒸汽進(jìn)行活化，第一階段活化溫度為700℃-800℃，活化時(shí)間為2小時(shí)，期間每隔半小時(shí)切斷水蒸氣供應(yīng)并向活化爐內(nèi)通入空氣，空氣通入時(shí)間為30秒；第一階段活化結(jié)束將溫度降低至500℃-600℃，半小時(shí)后將溫度升高至800℃-850℃進(jìn)行第二階段活化，第二階段活化時(shí)間為6小時(shí)；

(8)活化后獲得的物料即為活性炭成品。

步驟(1)中所述原料是煤粉，也可以是果殼、木屑、木材，也可以是廢活性炭。

步驟(2)中所述氣體除了氧氣外還含有氮?dú)?、氬氣?/p>

步驟(4)中堿性氛圍由質(zhì)量百分比為1％氯化鈉、1％氯化鉀98％水混合蒸煮產(chǎn)生堿性蒸汽。

步驟(6)中炭化過(guò)程為：將炭化爐溫度升至500℃-600℃，炭化轉(zhuǎn)速30轉(zhuǎn)/分鐘，使原料開(kāi)始炭化；炭化過(guò)程中，先將產(chǎn)生的炭化廢氣通至噴淋塔去除炭化廢氣中含有的水蒸氣，然后再將廢氣通至多管凈化塔進(jìn)行凈化。

步驟(7)中活化結(jié)束后對(duì)活性炭進(jìn)行余熱回收利用。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明炭化后對(duì)炭化料進(jìn)行滲氮處理，使得活性炭硬度大大提高、弱化碳原子間結(jié)合力度，幫助增加炭化料的疏松度，而且本發(fā)明的活化溫度較低，更節(jié)省能源。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

實(shí)施例1

一種適于高溫環(huán)境使用的活性炭的制備工藝，包括以下步驟：

(1)將原料破碎成塊然后與熱的白酒酒糟混合并向混合物內(nèi)噴灑乳糖液，同時(shí)向混合料內(nèi)投入酵母菌，然后將混合物密封發(fā)酵，將發(fā)酵后的原料破碎成200-500目的顆粒狀，原料是煤粉；

(2)將發(fā)酵處理后的原料與原料質(zhì)量1％茶多酚、1％腰果殼油摩擦粉混合，混合料在氧氣占比為29％、余量為氮?dú)?、氬氣的氣體中加熱至85℃，加熱過(guò)程中不斷攪動(dòng)混合料，加熱30分鐘后結(jié)束；

(3)將混合料投入噴爆機(jī)內(nèi)進(jìn)行噴爆膨化；

(4)將膨化后的混合料置于堿性氛圍中堿化10-30分鐘，堿性氛圍由質(zhì)量百分比為1％氯化鈉、1％氯化鉀98％水混合蒸煮產(chǎn)生堿性蒸汽；

(5)將堿化后的混合料進(jìn)行干燥處理，干燥溫度為70℃，干燥1小時(shí)；

(6)將混合料放置到爐車上并將爐車推到炭化爐內(nèi)進(jìn)行炭化，炭化過(guò)程為：將炭化爐溫度升至550℃，炭化轉(zhuǎn)速30轉(zhuǎn)/分鐘，使原料開(kāi)始炭化；炭化過(guò)程中，先將產(chǎn)生的炭化廢氣通至噴淋塔去除炭化廢氣中含有的水蒸氣，然后再將廢氣通至多管凈化塔進(jìn)行凈化；

(7)將炭化后的炭化料用420℃的氮?dú)鈬姶?0分鐘，再除雜，然后將混合料送入活化爐內(nèi)活化，用水蒸汽進(jìn)行活化，第一階段活化溫度為750℃，活化時(shí)間為2小時(shí)，期間每隔半小時(shí)切斷水蒸氣供應(yīng)并向活化爐內(nèi)通入空氣，空氣通入時(shí)間為30秒；第一階段活化結(jié)束將溫度降低至550℃，半小時(shí)后將溫度升高至820℃進(jìn)行第二階段活化，第二階段活化時(shí)間為6小時(shí)，活化結(jié)束后對(duì)活性炭進(jìn)行余熱回收利用；

(8)活化后獲得的物料即為活性炭成品。

實(shí)施例2

一種適于高溫環(huán)境使用的活性炭的制備工藝，包括以下步驟：

(1)將原料破碎成塊然后與熱的白酒酒糟混合并向混合物內(nèi)噴灑乳糖液，同時(shí)向混合料內(nèi)投入酵母菌，然后將混合物密封發(fā)酵，將發(fā)酵后的原料破碎成200-500目的顆粒狀；原料是果殼、木屑混合物；

(2)將發(fā)酵處理后的原料與原料質(zhì)量1％茶多酚、1％腰果殼油摩擦粉混合，混合料在氧氣占比為28％、余量為氮?dú)?、氬氣的氣體中加熱至80℃，加熱過(guò)程中不斷攪動(dòng)混合料，加熱30分鐘后結(jié)束；

(3)將混合料投入噴爆機(jī)內(nèi)進(jìn)行噴爆膨化；

(4)將膨化后的混合料置于堿性氛圍中堿化10-30分鐘；堿性氛圍由質(zhì)量百分比為1％氯化鈉、1％氯化鉀98％水混合蒸煮產(chǎn)生堿性蒸汽

(5)將堿化后的混合料進(jìn)行干燥處理，干燥溫度為60℃，干燥1小時(shí)；

(6)將混合料放置到爐車上并將爐車推到炭化爐內(nèi)進(jìn)行炭化，炭化過(guò)程為：將炭化爐溫度升至500℃，炭化轉(zhuǎn)速30轉(zhuǎn)/分鐘，使原料開(kāi)始炭化；炭化過(guò)程中，先將產(chǎn)生的炭化廢氣通至噴淋塔去除炭化廢氣中含有的水蒸氣，然后再將廢氣通至多管凈化塔進(jìn)行凈化；

(7)將炭化后的炭化料用400℃的氮?dú)鈬姶?0分鐘，再除雜，然后將混合料送入活化爐內(nèi)活化，用水蒸汽進(jìn)行活化，第一階段活化溫度為700℃，活化時(shí)間為2小時(shí)，期間每隔半小時(shí)切斷水蒸氣供應(yīng)并向活化爐內(nèi)通入空氣，空氣通入時(shí)間為30秒；第一階段活化結(jié)束將溫度降低至500℃，半小時(shí)后將溫度升高至800℃進(jìn)行第二階段活化，第二階段活化時(shí)間為6小時(shí)，活化結(jié)束后對(duì)活性炭進(jìn)行余熱回收利用；

(8)活化后獲得的物料即為活性炭成品。

實(shí)施例2

一種適于高溫環(huán)境使用的活性炭的制備工藝，包括以下步驟：

(1)將原料破碎成塊然后與熱的白酒酒糟混合并向混合物內(nèi)噴灑乳糖液，同時(shí)向混合料內(nèi)投入酵母菌，然后將混合物密封發(fā)酵，將發(fā)酵后的原料破碎成200-500目的顆粒狀；原料是木材、廢活性炭混合物；

(2)將發(fā)酵處理后的原料與原料質(zhì)量1％茶多酚、1％腰果殼油摩擦粉混合，混合料在氧氣占比為30％、余量為氮?dú)?、氬氣的氣體中加熱至90℃，加熱過(guò)程中不斷攪動(dòng)混合料，加熱30分鐘后結(jié)束；

(3)將混合料投入噴爆機(jī)內(nèi)進(jìn)行噴爆膨化；

(4)將膨化后的混合料置于堿性氛圍中堿化10-30分鐘；堿性氛圍由質(zhì)量百分比為1％氯化鈉、1％氯化鉀98％水混合蒸煮產(chǎn)生堿性蒸汽

(5)將堿化后的混合料進(jìn)行干燥處理，干燥溫度為80℃，干燥1小時(shí)；

(6)將混合料放置到爐車上并將爐車推到炭化爐內(nèi)進(jìn)行炭化，炭化過(guò)程為：將炭化爐溫度升至600℃，炭化轉(zhuǎn)速30轉(zhuǎn)/分鐘，使原料開(kāi)始炭化；炭化過(guò)程中，先將產(chǎn)生的炭化廢氣通至噴淋塔去除炭化廢氣中含有的水蒸氣，然后再將廢氣通至多管凈化塔進(jìn)行凈化；

(7)將炭化后的炭化料用450℃的氮?dú)鈬姶?0分鐘，再除雜，然后將混合料送入活化爐內(nèi)活化，用水蒸汽進(jìn)行活化，第一階段活化溫度為800℃，活化時(shí)間為2小時(shí)，期間每隔半小時(shí)切斷水蒸氣供應(yīng)并向活化爐內(nèi)通入空氣，空氣通入時(shí)間為30秒；第一階段活化結(jié)束將溫度降低至600℃，半小時(shí)后將溫度升高至850℃進(jìn)行第二階段活化，第二階段活化時(shí)間為6小時(shí)，活化結(jié)束后對(duì)活性炭進(jìn)行余熱回收利用；

(8)活化后獲得的物料即為活性炭成品。

試驗(yàn)

本發(fā)明實(shí)施例1、2、3制得的活性炭與市面上普通活性炭分別進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比，試驗(yàn)結(jié)果記錄如下：

由此可見(jiàn)本發(fā)明指不定活性炭性能更好。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。