洁净度高的超级活性炭的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种洁净度高的超级活性炭的制备方法，包括椰壳预处理得预处理椰壳、干馏炭化得炭化料、搅拌除杂得搅拌料、初步造孔和再扩孔得粗物料、及物理除杂和粉碎得成品，炭化料外周最远两端点间距离不大于0.8cm；搅拌除杂具体为将炭化料置于搅拌机中搅拌除杂后粉碎，过100‑120目筛，搅拌机包括：搅拌桶；旋转装置，其包括底座、立柱、横板、旋转电机，旋转电机的旋转轴与搅拌桶外侧壁固接，带动搅拌桶翻转；物理除杂具体为将粗物料置于悬浮器中进行湿法浮选。本发明专利技术以可再生资源椰壳为原料，全过程采用物理法生产，过程本身无污染的同时，通过搅拌除去炭化料表面杂质、通过浮选法除去粗物料杂质，两次除杂以获得高洁净度成品。

Preparation of super activated carbon with high cleanliness

The invention discloses a preparation method of super activated carbon with high cleanliness, including preprocessing coconut shell, carbonization of carbonized carbonized material, mixing material, preliminary hole making and reaming coarse material, physical impurity removal and crushing, and the distance between the two ends of carbonized material is not more than 0.8cm. Mixing and removing impurity concretely is to stir the carbonization material in a mixer and stir to be crushed, and then smashed after mixing and removing the mixed material. The mixer consists of 100 screens and 120 mesh screens. The mixer consists of a stirring bucket, which includes a base, a column, a transverse plate, a rotating motor, a rotating shaft of the rotating motor and the outer wall of a stirring bucket to drive the mixing bucket to turn over; physical removal of impurities is concretely made coarse. Materials are placed in a suspension device for wet flotation. The invention uses the renewable resource coconut shell as the raw material, the whole process is produced by the physical method, the process itself is free from the pollution, by removing the impurity on the surface of the carbonized material, removing the coarse material by flotation, and removing the impurity by the flotation method, and obtaining the Gao Jie purity finished product.

【技术实现步骤摘要】
洁净度高的超级活性炭的制备方法
本专利技术涉及超级活性炭制备领域。更具体地说，本专利技术涉及一种洁净度高的超级活性炭的制备方法。
技术介绍
超级电容器是利用电极/电解质交界面上的双电层或发生的二维/准二维法拉第反应来储能的一种新型电储能器件。根据超级电容器的工作原理，为了使超级电容器获得较大的容量，电极材料需要具有化学惰性、比表面积大、导电性好、纯度高等特性，目前使用最多的电极材料为多孔碳材料，包括活性炭粉末、活性炭纤维、碳纳米管和碳气凝胶，其中，活性炭粉末的来源可为生物质，从原头上确保绿色无污染，具有锂电池无法比拟的独特优势。但是，目前市售的活性炭适合作为电极材料的确很少，活性炭制作过程中由于现有物理活化的反应温度普遍偏高，故多使用化学方法，或者化学结合物理方法制备活性炭，但是化学制备方法导致制备的活性炭上富含杂质，且清洗困难。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种洁净度高的超级活性炭的制备方法，其以可再生资源椰壳为原料，全过程采用物理法生产，过程本身无污染的同时，通过搅拌除去炭化料表面杂质、通过浮选法除去粗物料杂质，两次除杂以获得高洁净度成品。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种洁净度高的超级活性炭的制备方法，包括椰壳预处理得预处理椰壳、干馏炭化得炭化料、搅拌除杂得搅拌料、初步造孔和再扩孔得粗物料、及物理除杂和粉碎得成品：所述炭化料外周最远两端点间距离不大于0.8cm；搅拌除杂具体为：将炭化料置于搅拌机中搅拌除杂后，置于粉碎机中粉碎，过100-120目筛，其中，所述搅拌机包括：搅拌桶，其内由上至下依次包括顶部周向覆设的顶板、上隔板、位于中部竖向设置的蜂窝状摩擦管、下隔板、及滑动连接的向下凸起的圆弧状底板，所述顶板底面中部固设有搅拌电机，所述搅拌电机的搅拌轴与所述搅拌桶同轴并依次可旋转密封穿过上隔板及摩擦管，所述搅拌轴位于所述顶板和所述上隔板间设置扇叶，所述搅拌轴位于上隔板及摩擦管顶面间、下隔板及摩擦管底面间上下间隔设置多个桨叶，其中，所述摩擦管由多个横向截面为正方形的导流管共用侧面形成，每个导流管的内侧壁上下等间隔设置多个定位孔，每个定位孔处设置一个摩擦组件，所述摩擦组件包括固设于导流管内且沿所述导流管侧壁宽度方向设置的横杆、及与所述横杆可上下旋转连接并从所述定位孔穿出的摩擦杆，所述横杆的中心点位于所述定位孔的中轴线上，所述摩擦杆与所述定位孔下端抵接，所述摩擦杆远离所述横杆的一端、及所述桨叶外表面周向均覆设软质刷毛，所述刷毛的长度为0.3cm，所述刷毛远离所述桨叶的一端无棱角设置，同一导流管同一平面上四个毛刷最低端点形成圆的直径大于0.8cm，小于1cm；旋转装置，其包括底座、设置在底座上且分别位于搅拌桶外周两侧的立柱、每个立柱位于搅拌桶中部处水平设置的横板、每个横板上固设一旋转电机，所述旋转电机的旋转轴与所述搅拌桶外侧壁固接，以带动搅拌桶翻转；物理除杂具体为：将粗物料置于悬浮器中进行湿法浮选，其中，控制水与活性炭粗物料的质量比为9:1，水的流速为10m/s。优选的是，所述顶板和所述上隔板上一一对应镜像设置多个开合组件，顶板上的所述开合组件包括在所述顶板上开设的上大下小的外通孔、与所述外通孔同轴设置的上小下大的圆环、用于将所述圆环与所述外通孔固定设置的水平杆、穿过所述圆环的导向杆、设于所述导向杆顶端的上塞子、及固定于所述导向杆底端的圆台形下塞子，以塞设于圆环，其中，所述上塞子为倒置圆台形，其底部向上凹陷具有用于容纳所述圆环及水平杆的凹陷部，以将所述上塞子塞设于所述外通孔，所述圆环的直径小于0.5cm，所述外通孔的半径大于1.2cm；所述下隔板上开设多个圆孔，所述圆孔同轴固定多个环套，穿过所述环套设置一竖杆，所述竖杆顶面固设一滤网，底面固设一圆盘，其中，所述滤网直径大于所述圆孔直径，所述圆盘直径大于所述环套直径，所述圆盘外周面距离所述圆孔内周面的距离大于1.2cm；所述底板最底端具有一开口，所述开口的孔径大于5cm。优选的是，所述的洁净度高的超级活性炭的制备方法，还包括：两个伸缩杆，其底端固定于底座上，顶端位于所述底板边缘正下方，以向上拉长支撑所述底板向上移动并固定。优选的是，所述开口上可密封连接一导管。优选的是，预处理椰壳的制备方法为：将干燥后含水量为12-14％的椰壳击打呈扁平状，切割成边长为0.5-0.8cm的方形物料，将方形物料置于烧结炉中，通入氮气，控制温度为300-350℃，反应35-40min，取出冷却至室温，得预处理椰壳。优选的是，干馏炭化的具体方法为：将预处理椰壳置于炭化炉中，控制炭化炉内起始温度为400℃，以每小时升温55℃的速度升温至炭化炉内温度为750℃，继续反应23h，炭化炉内温度以每小时30℃的速度降至室温，得炭化料。优选的是，初步造孔具体为：将搅拌料置于活化炉中，通入高温水蒸汽，控制高温水蒸汽流速为3m3/h，压力为4MPa，温度为1200℃，反应12h；再扩孔具体为：向活化炉中通入可燃性气体及高温水蒸汽的混合气体，控制混合气体的流速为3m3/h，压力为4MPa，温度为1200℃，继续反应12h，其中，混合气体中可燃性气体和高温水蒸气体积比为1:2，混合气体中可燃性气体为甲烷。本专利技术至少包括以下有益效果：以可再生资源椰壳为原料，椰壳炭机械强度高，内部结构致密，具有较高的堆密度，且椰壳中灰含量少，从原料处理至成品，全过程采用物理法生产，过程无污染，成本低，成品比表面积高、微孔孔径可控、干净，具体为：(1)椰壳预处理过程中将干燥后的椰壳粉碎后挤压呈球状进行烧结处理，炭化前的烧结能够有效的改善球形物料的致密性，同时改善其晶粒尺寸、气孔尺寸，结合后期炭化的过程的处理使炭化料获得固定的三向网状结构的同时，控制其内气凝胶(椰壳本身分解产生的甲烷等可燃性气体)的含量在20-25％，气凝胶含量的控制能够有效的占据炭化椰壳内部空间，为后期造孔及扩孔处理打下基础；(2)初步造孔以及再扩孔的过程中通过水蒸汽流速、温度、压力等的控制，严格控制和调控微孔的发展，同时再扩孔的过程中与现有技术中通入惰性气体制造贫氧环境相比，本专利技术通过通入可燃性气体的方式一方面可燃性气体燃烧消耗火化炉内氧气，另一方面可燃性气体燃烧为孔径的再扩张提供充足的能源，改善活化反应，且椰壳灰分中含有钾盐，同样能够促进活化反应；(3)炭化后通入搅拌机中进行搅拌摩擦表面除杂，再扩孔后通过悬浮器去杂提纯，相比较与传统的除杂方式保证了成品的洁净度，制得的成品超级活性炭的总比表面积为1800-2200m2/g，比电容为50-80F/g，且内电阻极低。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术所述搅拌机的结构示意图；图2为本专利技术所述搅拌桶的结构示意图；图3为本专利技术所述摩擦组件的结构示意图；图4为本专利技术所述开合组件的结构示意图；图5为本专利技术所述下隔板的结构示意图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。<实施例1>一种洁净度高的超级活性炭的制备方法，包括：椰壳预处理得预处理椰壳，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种洁净度高的超级活性炭的制备方法，包括椰壳预处理得预处理椰壳、干馏炭化得炭化料、搅拌除杂得搅拌料、初步造孔和再扩孔得粗物料、及物理除杂和粉碎得成品，其特征在于：所述炭化料外周最远两端点间距离不大于0.8cm；搅拌除杂具体为：将炭化料置于搅拌机中搅拌除杂后，置于粉碎机中粉碎，过100‑120目筛，其中，所述搅拌机包括：搅拌桶，其内由上至下依次包括顶部周向覆设的顶板、上隔板、位于中部竖向设置的蜂窝状摩擦管、下隔板、及滑动连接的向下凸起的圆弧状底板，所述顶板底面中部固设有搅拌电机，所述搅拌电机的搅拌轴与所述搅拌桶同轴并依次可旋转密封穿过上隔板及摩擦管，所述搅拌轴位于所述顶板和所述上隔板间设置扇叶，所述搅拌轴位于上隔板及摩擦管顶面间、下隔板及摩擦管底面间上下间隔设置多个桨叶，其中，所述摩擦管由多个横向截面为正方形的导流管共用侧面形成，每个导流管的内侧壁上下等间隔设置多个定位孔，每个定位孔处设置一个摩擦组件，所述摩擦组件包括固设于导流管内且沿所述导流管侧壁宽度方向设置的横杆、及与所述横杆可上下旋转连接并从所述定位孔穿出的摩擦杆，所述横杆的中心点位于所述定位孔的中轴线上，所述摩擦杆与所述定位孔下端抵接，所述摩擦杆远离所述横杆的一端、及所述桨叶外表面周向均覆设软质刷毛，所述刷毛的长度为0.3cm，所述刷毛远离所述桨叶的一端无棱角设置，同一导流管同一平面上四个毛刷最低端点形成圆的直径大于0.8cm，小于1cm；旋转装置，其包括底座、设置在底座上且分别位于搅拌桶外周两侧的立柱、每个立柱位于搅拌桶中部处水平设置的横板、每个横板上固设一旋转电机，所述旋转电机的旋转轴与所述搅拌桶外侧壁固接，以带动搅拌桶翻转；物理除杂具体为：将粗物料置于悬浮器中进行湿法浮选，其中，控制水与活性炭粗物料的质量比为9:1，水的流速为10m/s。...

【技术特征摘要】
1.一种洁净度高的超级活性炭的制备方法，包括椰壳预处理得预处理椰壳、干馏炭化得炭化料、搅拌除杂得搅拌料、初步造孔和再扩孔得粗物料、及物理除杂和粉碎得成品，其特征在于：所述炭化料外周最远两端点间距离不大于0.8cm；搅拌除杂具体为：将炭化料置于搅拌机中搅拌除杂后，置于粉碎机中粉碎，过100-120目筛，其中，所述搅拌机包括：搅拌桶，其内由上至下依次包括顶部周向覆设的顶板、上隔板、位于中部竖向设置的蜂窝状摩擦管、下隔板、及滑动连接的向下凸起的圆弧状底板，所述顶板底面中部固设有搅拌电机，所述搅拌电机的搅拌轴与所述搅拌桶同轴并依次可旋转密封穿过上隔板及摩擦管，所述搅拌轴位于所述顶板和所述上隔板间设置扇叶，所述搅拌轴位于上隔板及摩擦管顶面间、下隔板及摩擦管底面间上下间隔设置多个桨叶，其中，所述摩擦管由多个横向截面为正方形的导流管共用侧面形成，每个导流管的内侧壁上下等间隔设置多个定位孔，每个定位孔处设置一个摩擦组件，所述摩擦组件包括固设于导流管内且沿所述导流管侧壁宽度方向设置的横杆、及与所述横杆可上下旋转连接并从所述定位孔穿出的摩擦杆，所述横杆的中心点位于所述定位孔的中轴线上，所述摩擦杆与所述定位孔下端抵接，所述摩擦杆远离所述横杆的一端、及所述桨叶外表面周向均覆设软质刷毛，所述刷毛的长度为0.3cm，所述刷毛远离所述桨叶的一端无棱角设置，同一导流管同一平面上四个毛刷最低端点形成圆的直径大于0.8cm，小于1cm；旋转装置，其包括底座、设置在底座上且分别位于搅拌桶外周两侧的立柱、每个立柱位于搅拌桶中部处水平设置的横板、每个横板上固设一旋转电机，所述旋转电机的旋转轴与所述搅拌桶外侧壁固接，以带动搅拌桶翻转；物理除杂具体为：将粗物料置于悬浮器中进行湿法浮选，其中，控制水与活性炭粗物料的质量比为9:1，水的流速为10m/s。2.如权利要求1所述的洁净度高的超级活性炭的制备方法，其特征在于，所述顶板和所述上隔板上一一对应镜像设置多个开合组件，顶板上的所述开合组件包括在所述顶板上开设的上大下小的外通孔、与所述外通孔同轴设置的上小下大的圆环、用于将所述圆环与所述外通孔固定设置的水平杆、穿过所述圆环的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永林，杜建平，王宁，王继生，
申请(专利权)人：北海星石碳材料科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广西,45