一种高比表面积竹质活性炭的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高比表面积竹质活性炭的制备方法，所述高比表面积竹质活性炭主要原料为竹杆,本发明专利技术首先将原料加工成30‑50mm的小块（任意边长不大于50mm)，在50‑150度下缓慢干燥，然后，再在150‑350度下炭化40‑90分钟，移入活化炉中，与过热蒸汽在700‑800度下反应40‑80分钟，冷却后，经过破碎筛分，将粒度范围控制在2‑4mm之间，再投入活化炉中，蒸汽压力控制在0.4MPa以上，温度控制在850‑950度，活化60‑90分钟，冷却后即为高比表面积竹质活性炭。得倒的竹质活性炭比表面积大，可用于军工、航天、等高科技尖端领域。

Preparation of Bamboo Activated Carbon with High Specific Surface Area

The invention discloses a preparation method of bamboo activated carbon with high specific surface area. The main raw material of bamboo activated carbon with high specific surface area is bamboo pole. The raw material is first processed into small pieces of 30 50mm (any side length is not more than 50mm), dried slowly at 50 150 degrees, then carbonized for 40 90 minutes at 150 350; degrees, and moved into an activation furnace with superheated steam at 700 800 degrees. After 40 to 80 minutes of reaction, the granularity range is controlled between 2 and 4 mm after crushing and sieving, and then put into the activation furnace. The steam pressure is controlled above 0.4 MPa, the temperature is controlled at 850 to 950 degrees, and the activation time is 60 to 90 minutes. After cooling, the bamboo activated carbon with high specific surface area is obtained. Bamboo activated carbon with large specific surface area can be used in military, aerospace, and other high-tech cutting-edge fields.

【技术实现步骤摘要】
一种高比表面积竹质活性炭的制备方法
本专利技术涉及活性炭的制备方法，尤其涉及一种高比表面积竹质活性炭的制备方法。
技术介绍
活性炭是一种黑色多孔的固体炭质，由煤通过粉碎、成型或用均匀的煤粒经炭化、活化生产。主要成分为碳，并含少量氧、氢、硫、氮、氯等元素。普通活性炭的比表面积在500～1700m²/g间。具有很强的吸附性能，为用途极广的一种工业吸附剂。活性炭是传统而现代的人造材料，又称碳分子筛。按照原料来源分为：木质活性炭、兽骨、血炭、矿物质原料活性炭、其它原料的活性炭和再生活性炭。由于木质活性炭需要使用大量的木材，而我国又是木材缺乏国家，木质活性炭造价较高。而我国竹子资源却十分丰富，因此竹质活性炭在我国生产，成本相对于木质活性炭要低很多。公开号为CN106379897A，公开日为2017年2月8日的中国专利技术专利申请公开了一种利用磷酸法及利用物理化学联合法制备竹质活性炭的方法，属于活性炭制备领域。其中，上述利用磷酸法制备竹质活性炭的方法，包括捏合步骤和炭化活化步骤。上述利用物理－化学联合法制备竹质活性炭的方法包括化学法生产工艺和物理法生产工艺，物理法生产工艺中活化炉排出的烟气作为化学法生产工艺中的能量来源。这种方法以竹子为原料，制得的活性炭的孔隙为微孔和过渡孔，且减少了能源消耗和物料损失，提高活性炭的产率，降低生产成本。但是该专利技术专利制造出来的竹质活性炭比表面积（比表面积是指单位质量物料所具有的总面积。分外表面积、内表面积两类。国标单位㎡/g.理想的非孔性物料只具有外表面积，如硅酸盐水泥、一些粘土矿物粉粒等；有孔和多孔物料具有外表面积和内表面积，如石棉纤维、岩（矿）棉、硅藻土等。测定方法有容量吸附法、重量吸附法、动态吸附法、透气法、气体附着法等。比表面积是评价催化剂、吸附剂及其他多孔物质如石棉、矿棉、硅藻土及粘土类矿物工业利用的重要指标之一）较低，强度较低，不能用于军工、航天、等对强度和比表面积要求高的领域，应用范围较窄。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有竹质活性炭存在的比表面积较低，强度较低的缺陷，本专利技术提供了一种高比表面积竹质活性炭的制备方法，通过该制备方法制备出来的竹质活性炭的比表面积高，强度高，可广泛应用于军工、航天、等高科技尖端领域，拓宽了竹质活性炭的应用范围。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种高比表面积竹质活性炭的制备方法，其特征在于：包括如下工艺步骤：步骤1，切块将竹杆进行切块处理，切割成30-50mm的小块，任意边长不超过50mm；步骤2，缓慢干燥将竹块进行缓慢干燥，干燥温度为50-150℃，干燥后，木块含水率为30%；步骤3，炭化在温度为150-350℃的范围内进行炭化，炭化时间为40-90分钟；步骤4，活化将炭化后的竹块移入到活化炉中进行活化，活化炉中通入过热蒸汽（在饱和状态下的液体称为饱和液体，其对应的蒸汽是饱和蒸汽，但最初只是湿饱和蒸汽，待饱和水中的水分完全蒸发后才是干饱和蒸汽。蒸汽从不饱和到湿饱和再到干饱和的过程温度是不增加的，干饱和之后继续加热则温度会上升，成为过热蒸气），活化炉中的温度为700-800℃，活化时间为40-48分钟；步骤5，冷却步骤6，筛分将冷却后的竹块经过破碎筛分，将粒度控制在2-4mm之间；步骤7，再次活化将筛分的竹块再次投入到活化炉中进行活化，活化炉中蒸汽压力控制在0.4MPa以上，温度控制在850-950℃，活化60-90分钟，冷却后即可。经过步骤7后得到的活性炭为不规则状黑色小颗粒，装填密度200-350g/l，强度90%以上，比表面积1100-1800平方米/克，灰分10-15%，碘值1050-1700mg/g。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术首先将竹竿切成30-50mm的小块，任意边长不超过50mm，然后进行缓慢干燥，对干燥温度为50-150℃和干燥时间尤为重要，干燥过快，不利于比表面积的提高，然后进行炭化，炭化的温度要求非常关键，炭化彻底，但是不会过火，然后进行活化，对活化温度和活化时间的要求也是重中之重，要满足其要求，不然不利于比表面积的提高以及强度的提高，本专利技术的关键点在于对竹块进行了再次活化的处理，对蒸汽压力、活化温度和活化时间进行了严格的控制。只有经过上述步骤以及各个步骤的各个参数的严格控制，生产出来的活性炭的比表面积和强度相对于现有的活性炭大大提高，比表面积达到了1100-1800平方米/克，强度在90%以上，可用于军工、航天、等高科技尖端领域。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细阐述。实施例1一种高比表面积竹质活性炭的制备方法，其特征在于：包括如下工艺步骤：步骤1，切块将竹杆进行切块处理，切割成30-50mm的小块，任意边长不超过50mm；步骤2，缓慢干燥将竹块进行缓慢干燥，干燥温度为150℃，干燥后，木块含水率为30%；步骤3，炭化在温度为150℃的范围内进行炭化，炭化时间为90分钟；步骤4，活化将炭化后的竹块移入到活化炉中进行活化，活化炉中通入过热蒸汽，活化炉中的温度为800℃，活化时间为40分钟；步骤5，冷却步骤6，筛分将冷却后的竹块经过破碎筛分，将粒度控制在2-4mm之间；步骤7，再次活化将筛分的竹块再次投入到活化炉中进行活化，活化炉中蒸汽压力控制在0.4MPa，温度控制在950℃，活化60分钟，冷却后即可。经过步骤7后得到的活性炭为不规则状黑色小颗粒，装填密度260g/l，强度92%，比表面积1400平方米/克，灰分13%，碘值1500mg/g。实施例2一种高比表面积竹质活性炭的制备方法，其特征在于：包括如下工艺步骤：步骤1，切块将竹杆进行切块处理，切割成30-50mm的小块，任意边长不超过50mm；步骤2，缓慢干燥将竹块进行缓慢干燥，干燥温度为50℃，干燥后，木块含水率为30%；步骤3，炭化在温度为350℃的范围内进行炭化，炭化时间为40分钟；步骤4，活化将炭化后的竹块移入到活化炉中进行活化，活化炉中通入过热蒸汽，活化炉中的温度为700℃，活化时间为48分钟；步骤5，冷却步骤6，筛分将冷却后的竹块经过破碎筛分，将粒度控制在2-4mm之间；步骤7，再次活化将筛分的竹块再次投入到活化炉中进行活化，活化炉中蒸汽压力控制在0.5MPa，温度控制在850℃，活化90分钟，冷却后即可。经过步骤7后得到的活性炭为不规则状黑色小颗粒，装填密度350g/l，强度92%，比表面积1100平方米/克，灰分15%，碘值1050mg/g。实施例3一种高比表面积竹质活性炭的制备方法，其特征在于：包括如下工艺步骤：步骤1，切块将竹杆进行切块处理，切割成30-50mm的小块，任意边长不超过50mm；步骤2，缓慢干燥将竹块进行缓慢干燥，干燥温度为125℃，干燥后，木块含水率为30%；步骤3，炭化在温度为220℃的范围内进行炭化，炭化时间为78分钟；步骤4，活化将炭化后的竹块移入到活化炉中进行活化，活化炉中通入过热蒸汽，活化炉中的温度为750℃，活化时间为45分钟；步骤5，冷却步骤6，筛分将冷却后的竹块经过破碎筛分，将粒度控制在2-4mm之间；步骤7，再次活化将筛分的竹块再次投入到活化炉中进行活化，活化炉中蒸汽压力控制在048MPa以上，温度控制在920℃，活化72分钟，冷却后即可。经过步骤7后得到的活性炭为不规则状黑色小颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高比表面积竹质活性炭的制备方法，其特征在于：包括如下工艺步骤：步骤1，切块将竹杆进行切块处理，切割成30‑50mm的小块，任意边长不超过50mm；步骤2，缓慢干燥将竹块进行缓慢干燥，干燥温度为50‑150℃，干燥后，木块含水率为30%；步骤3，炭化在温度为150‑350℃的范围内进行炭化，炭化时间为40‑90分钟；步骤4，活化将炭化后的竹块移入到活化炉中进行活化，活化炉中通入过热蒸汽，活化炉中的温度为700‑800℃，活化时间为40‑48分钟；步骤5，冷却步骤6，筛分将冷却后的竹块经过破碎筛分，将粒度控制在2‑4mm之间；步骤7，再次活化将筛分的竹块再次投入到活化炉中进行活化，活化炉中蒸汽压力控制在0.4MPa以上，温度控制在850‑950℃，活化60‑90分钟，冷却后即可。

【技术特征摘要】
1.一种高比表面积竹质活性炭的制备方法，其特征在于：包括如下工艺步骤：步骤1，切块将竹杆进行切块处理，切割成30-50mm的小块，任意边长不超过50mm；步骤2，缓慢干燥将竹块进行缓慢干燥，干燥温度为50-150℃，干燥后，木块含水率为30%；步骤3，炭化在温度为150-350℃的范围内进行炭化，炭化时间为40-90分钟；步骤4，活化将炭化后的竹块移入到活化炉中进行活化，活化炉中通入过热蒸汽，活化炉中的温度为700-800℃，活化时间为40-48分钟；步骤5，冷却步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜松青，李文贵，吴利刚，
申请(专利权)人：浙江佶竹生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33