A method for preparing activated carbon with high specific surface area by alkali activation belongs to the technical field of chemical production. The steps are as follows: firstly, the carbon-containing raw materials and alkali activator are transported to the reactor, and the reactor is heated up in inert gas atmosphere for activation reaction; secondly, CO2 is introduced into the reactor to convert the viscous substances; and The third step is to prepare activated carbon with high specific surface area by subsequent treatment of solid materials after the reactor is cooled to room temperature. The method of the invention can eliminate the sticky wall problem caused by alkali melting by introducing CO2 into the directional transformation of the viscous substance in the reaction process, realize the cyclic activation of the activator, improve the activation efficiency and enhance the quality of the activated carbon product.
【技术实现步骤摘要】
一种碱活化法制备高比表面积活性炭的方法
本专利技术属于化工生产
,涉及一种利用含碳原料经碱活化法制备高比表面积活性炭的方法。
技术介绍
高比表面积活性炭因具有丰富的微孔结构和超大的吸附容量而被广泛应用在燃气存储、气体分离、催化反应和超级电容器等领域。碱活化含碳原料制备活性炭为近年来使用较多的制备方法,其中具有代表性的是采用KOH为活化剂的碱活化方法。碱活化法制备过程中会因为原料碱或其反应产物发生熔融或潮解,产生“黏壁”现象,严重影响活性炭的工业化连续生产。中国专利CN201510868434.8公开了一种KOH固体活化的活性炭制备及成型方法,将KOH固体研成粉末,研磨完成后加入含碳原料然后均匀混合;将混合物放入活化炉,在N2保护下,以5-15℃/min的升温速率升温至700-1000℃,活化30-120min,冷却后经水洗、烘干,得到KOH活化活性炭粉末,将偏铝酸钠、硅酸钠、KOH形成粘合剂,待KOH潮解完全后,再加入活性炭粉末混合揉捏,挤压成型。其制备过程中使用KOH为活化剂,但未考虑KOH带来的黏性问题,因此本技术方案只适用于间歇性小试实验,无法实现工业化大规模生产,且黏壁问题将严重影响活性炭的制备效率。针对生产中的黏壁问题,现有技术采用搅拌桨机械搅拌以减少“黏壁”的影响,例如日本专利JP297414在带有搅拌装置的釜式反应器中,将椰壳和石油焦与数倍量的KOH混合后,在惰性气氛中400℃脱水,再在较高温度下完成活化过程,得到高比表面积活性炭产品;该反应装置属于间歇反应设备,生产效率不高。美国专利US4082694分两段活化炉进行高比表面积活性炭生 ...
【技术保护点】
1.一种碱活化法制备高比表面积活性炭的方法,其特征在于以下步骤:第一步:室温下,将一定量的碱和含碳原料固体或它们的混合物送入活化反应器中;在惰性气体气氛下,升温至300~800℃之间的设定反应温度后,在设定温度反应0.5‑5.0小时;所述的含碳原料与碱活化剂的质量比为1:1‑1:5;第二步:在第一步设定温度下,向反应器内通入CO2,控制通入反应器的气体中的CO2体积浓度为10%‑100%,继续反应0.5‑3.5小时;然后将反应器温度升高到800~900℃,在此温度下继续反应0.5‑2.5小时,最后降温至150~350℃;第三步:将通入反应器的CO2气体切换为惰性气体,将反应器冷却至室温,取出固体物料,将固体物料进行后续处理,得到高比表面积活性炭。
【技术特征摘要】
1.一种碱活化法制备高比表面积活性炭的方法,其特征在于以下步骤:第一步:室温下,将一定量的碱和含碳原料固体或它们的混合物送入活化反应器中;在惰性气体气氛下,升温至300~800℃之间的设定反应温度后,在设定温度反应0.5-5.0小时;所述的含碳原料与碱活化剂的质量比为1:1-1:5;第二步:在第一步设定温度下,向反应器内通入CO2,控制通入反应器的气体中的CO2体积浓度为10%-100%,继续反应0.5-3.5小时;然后将反应器温度升高到800~900℃,在此温度下继续反应0.5-2.5小时,最后降温至150~350℃;第三步:将通入反应器的CO2气体切换为惰性气体,将反应器冷却至室温,取出固体物料,将固体物料进行后续处理,得到高比表面积活性炭。2.根据权利要求1所述的一种碱活化法制备高比表面积活性炭的方法,其特征在于,所述的第一步的设定反应温度优选为700~730℃。3.根据权利要求1或2所述的一种碱活化法制备高比表面积活性炭的方法,其特征在于,所述的含碳原料是石油焦、沥青焦、中间相炭微球、无烟煤、煤的炭化物、坚果壳及核的炭化物、高分子有机物的炭化物等的一种或两种以上混合;所述的碱为KOH或NaOH或钾、钠的碳酸盐或它们的混合物。4.据权利要求1或2所述的一种碱活化法制备高比表面积活性炭的方法,其特征在于,所述的后续处理包括酸洗、水洗和干燥过程;冷却后的物料取...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐绍平,王克超,鲍维东,
申请(专利权)人:大连理工大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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