蜂窝活性炭生产工艺
文献发布时间：2023-06-19 19:30:30
技术领域
本发明涉及活性炭生产技术领域，尤其涉及蜂窝活性炭生产工艺。
背景技术
活性炭是最重要的工业吸附剂之一。它因为具有疏水性并有发达的孔隙结构和比表面，而被广泛应用于化工、石油、轻工、食品、环保、国防等诸多领域。活性炭的性能主要是由其孔隙结构和表面化学性质两方面决定，一般认为，富含微孔的活性炭，在吸附气体以及液体的中小分子方面具有很强的优势，然而随着活性炭的制造技术及性能不断提高，活性炭的需求量不断增加，在上、下水处理，化工产品及食品脱色，催化剂载体，双电层电容器，血液净化等领域都越来越多的需要富含孔隙的活性炭产品。
蜂窝活性炭以其独特的蜂窝结构，还具有开孔率高、气体分布均匀，几何面积更大、扩散路程更短、耐磨损、抗粉尘污染能力强等优点，与其他类型的活性炭相比，蜂窝状的最大优点在于压力损失小。因此，蜂窝状活性炭成为研究要点。蜂窝状活性炭的研制最早见于日本的报道，而国内关于蜂窝活性炭的研究报道相对较少，随着人们对其结构和性能的认识和研究的不断深入，蜂窝活性炭材料必将得到大力的推广和应用。因此，蜂窝状活性炭具有广阔的发展前景。
市场上普通蜂窝状活性炭主要以媒质活性炭粉和木质活性炭粉为原料，添加粘结剂进行成型、烘干、烧结等，此种工艺生产的蜂窝活性炭吸附孔容易被粘合剂堵塞，导致活性炭的吸附能力大大下降，碘吸附值最高可达到500mg/g,亚甲蓝吸附值几乎没有，因此需要提出蜂窝活性炭生产工艺用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在蜂窝活性炭吸附孔容易被粘合剂堵塞，导致活性炭的吸附能力大大下降的缺点，而提出的蜂窝活性炭生产工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
蜂窝活性炭生产工艺，包括以下步骤：
S1：粉碎处理：将木屑、果壳和椰壳加入到粉碎机中进行粉碎处理，得到粉碎物；
S2：烘干碳化处理：将粉碎物进行烘干处理，并将烘干后的粉碎物放入高温炉中进行碳化处理，得到碳化物；
S3：加入催化剂：往碳化物中添加磷酸催化剂；
S4：搅拌处理：将碳化物和磷酸催化剂采用搅拌机进行搅拌处理，得到混合物；
S5：模具压制成型：将混合物加入到模具中进行恒温塑化压制处理，得到蜂窝活性炭粗坯；
S6：活化处理：将蜂窝活性炭粗坯放入到高温炉中进行活化处理；
S7：烘干处理：将蜂窝活性炭粗坯加入到烘干炉中进行烘干处理，最终得到蜂窝活性炭。
优选的，所述S1中，粉碎机的转速设置为160-180r/min，粉碎的时间设置为20-25min。
优选的，所述S2中，烘干的温度设置为50-70℃，烘干的时间设置为100-120min。
优选的，所述S2中，碳化的温度设置为600-800℃，碳化的时间设置为80-100min。
优选的，所述S4中，搅拌机的转速设置为80-90r/min，搅拌的时间设置为50-55min。
优选的，所述S5中，采用蜂窝模具对混合物进行压制成型，压制的温度设置为50-55℃。
优选的，所述S6中，活化的温度设置为400℃，活化的时间为60-90min。
优选的，所述S7中，烘干炉的温度设置为70-80℃，烧制的时间设置为4-6h。
本发明中，所述蜂窝活性炭生产工艺：
（1）通过对粉碎物进行碳化处理，然后加入催化剂，接着通过搅拌并通过模具压制成型，最后经过活化的烘干，最终制得蜂窝活性炭，制备方法简单明了；
（2）通过添加了磷酸催化剂，并通过恒温塑化压制处理，最后通过活化和烘干，使得蜂窝活性炭的孔径没有粘结剂的堵塞，能够有效保证蜂窝活性炭的使用效果；
（3）产品能有效去除有机废气中的大、中、小分子，对于废气的吸附效率较传统蜂窝活性炭有较大提升，能够吸附四氯化碳，同时具有高孔容积、高比表面积和低工作风阻的特点。
本发明产品能有效去除有机废气中的大、中、小分子，对于废气的吸附效率较传统蜂窝活性炭有较大提升，能够吸附四氯化碳，同时具有高孔容积、高比表面积和低工作风阻的特点。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
蜂窝活性炭生产工艺，包括以下步骤：
S1：粉碎处理：将木屑、果壳和椰壳加入到粉碎机中进行粉碎处理，得到粉碎物；
S2：烘干碳化处理：将粉碎物进行烘干处理，并将烘干后的粉碎物放入高温炉中进行碳化处理，得到碳化物；
S3：加入催化剂：往碳化物中添加磷酸催化剂；
S4：搅拌处理：将碳化物和磷酸催化剂采用搅拌机进行搅拌处理，得到混合物；
S5：模具压制成型：将混合物加入到模具中进行恒温塑化压制处理，得到蜂窝活性炭粗坯；
S6：活化处理：将蜂窝活性炭粗坯放入到高温炉中进行活化处理；
S7：烘干处理：将蜂窝活性炭粗坯加入到烘干炉中进行烘干处理，最终得到蜂窝活性炭。
本实施例中，S1中，粉碎机的转速设置为160r/min，粉碎的时间设置为20min，S2中，烘干的温度设置为50℃，烘干的时间设置为100min，S2中，碳化的温度设置为600℃，碳化的时间设置为80min，S4中，搅拌机的转速设置为80r/min，搅拌的时间设置为50min，S5中，采用蜂窝模具对混合物进行压制成型，压制的温度设置为50℃，S6中，活化的温度设置为400℃，活化的时间为60min，S7中，烘干炉的温度设置为70℃，烧制的时间设置为4h。
实施例二
蜂窝活性炭生产工艺，包括以下步骤：
S1：粉碎处理：将木屑、果壳和椰壳加入到粉碎机中进行粉碎处理，得到粉碎物；
S2：烘干碳化处理：将粉碎物进行烘干处理，并将烘干后的粉碎物放入高温炉中进行碳化处理，得到碳化物；
S3：加入催化剂：往碳化物中添加磷酸催化剂；
S4：搅拌处理：将碳化物和磷酸催化剂采用搅拌机进行搅拌处理，得到混合物；
S5：模具压制成型：将混合物加入到模具中进行恒温塑化压制处理，得到蜂窝活性炭粗坯；
S6：活化处理：将蜂窝活性炭粗坯放入到高温炉中进行活化处理；
S7：烘干处理：将蜂窝活性炭粗坯加入到烘干炉中进行烘干处理，最终得到蜂窝活性炭。
本实施例中，S1中，粉碎机的转速设置为165r/min，粉碎的时间设置为21min，S2中，烘干的温度设置为55℃，烘干的时间设置为105min，S2中，碳化的温度设置为620℃，碳化的时间设置为85min，S4中，搅拌机的转速设置为82r/min，搅拌的时间设置为51min，S5中，采用蜂窝模具对混合物进行压制成型，压制的温度设置为51℃，S6中，活化的温度设置为400℃，活化的时间为70min，S7中，烘干炉的温度设置为72℃，烧制的时间设置为4h。
实施例三
蜂窝活性炭生产工艺，包括以下步骤：
S1：粉碎处理：将木屑、果壳和椰壳加入到粉碎机中进行粉碎处理，得到粉碎物；
S2：烘干碳化处理：将粉碎物进行烘干处理，并将烘干后的粉碎物放入高温炉中进行碳化处理，得到碳化物；
S3：加入催化剂：往碳化物中添加磷酸催化剂；
S4：搅拌处理：将碳化物和磷酸催化剂采用搅拌机进行搅拌处理，得到混合物；
S5：模具压制成型：将混合物加入到模具中进行恒温塑化压制处理，得到蜂窝活性炭粗坯；
S6：活化处理：将蜂窝活性炭粗坯放入到高温炉中进行活化处理；
S7：烘干处理：将蜂窝活性炭粗坯加入到烘干炉中进行烘干处理，最终得到蜂窝活性炭。
本实施例中，S1中，粉碎机的转速设置为170r/min，粉碎的时间设置为23min，S2中，烘干的温度设置为60℃，烘干的时间设置为110min，S2中，碳化的温度设置为700℃，碳化的时间设置为90min，S4中，搅拌机的转速设置为85r/min，搅拌的时间设置为53min，S5中，采用蜂窝模具对混合物进行压制成型，压制的温度设置为53℃，S6中，活化的温度设置为400℃，活化的时间为75min，S7中，烘干炉的温度设置为75℃，烧制的时间设置为5h。
实施例四
蜂窝活性炭生产工艺，包括以下步骤：
S1：粉碎处理：将木屑、果壳和椰壳加入到粉碎机中进行粉碎处理，得到粉碎物；
S2：烘干碳化处理：将粉碎物进行烘干处理，并将烘干后的粉碎物放入高温炉中进行碳化处理，得到碳化物；
S3：加入催化剂：往碳化物中添加磷酸催化剂；
S4：搅拌处理：将碳化物和磷酸催化剂采用搅拌机进行搅拌处理，得到混合物；
S5：模具压制成型：将混合物加入到模具中进行恒温塑化压制处理，得到蜂窝活性炭粗坯；
S6：活化处理：将蜂窝活性炭粗坯放入到高温炉中进行活化处理；
S7：烘干处理：将蜂窝活性炭粗坯加入到烘干炉中进行烘干处理，最终得到蜂窝活性炭。
本实施例中，S1中，粉碎机的转速设置为175r/min，粉碎的时间设置为24min，S2中，烘干的温度设置为65℃，烘干的时间设置为115min，S2中，碳化的温度设置为750℃，碳化的时间设置为95min，S4中，搅拌机的转速设置为88r/min，搅拌的时间设置为54min，S5中，采用蜂窝模具对混合物进行压制成型，压制的温度设置为54℃，S6中，活化的温度设置为400℃，活化的时间为80min，S7中，烘干炉的温度设置为78℃，烧制的时间设置为6h。
实施例五
蜂窝活性炭生产工艺，包括以下步骤：
S1：粉碎处理：将木屑、果壳和椰壳加入到粉碎机中进行粉碎处理，得到粉碎物；
S2：烘干碳化处理：将粉碎物进行烘干处理，并将烘干后的粉碎物放入高温炉中进行碳化处理，得到碳化物；
S3：加入催化剂：往碳化物中添加磷酸催化剂；
S4：搅拌处理：将碳化物和磷酸催化剂采用搅拌机进行搅拌处理，得到混合物；
S5：模具压制成型：将混合物加入到模具中进行恒温塑化压制处理，得到蜂窝活性炭粗坯；
S6：活化处理：将蜂窝活性炭粗坯放入到高温炉中进行活化处理；
S7：烘干处理：将蜂窝活性炭粗坯加入到烘干炉中进行烘干处理，最终得到蜂窝活性炭。
本实施例中，S1中，粉碎机的转速设置为180r/min，粉碎的时间设置为25min，S2中，烘干的温度设置为70℃，烘干的时间设置为120min，S2中，碳化的温度设置为800℃，碳化的时间设置为100min，S4中，搅拌机的转速设置为90r/min，搅拌的时间设置为55min，S5中，采用蜂窝模具对混合物进行压制成型，压制的温度设置为55℃，S6中，活化的温度设置为400℃，活化的时间为90min，S7中，烘干炉的温度设置为80℃，烧制的时间设置为6h。
对述蜂窝活性炭的研究：
对实施例一、实施例二、实施例三、实施例四和实施例五制得的蜂窝活性炭进行试验，准备六份废气，每份废气中存在等量的碘、四氯化碳和亚甲蓝，在废气通过蜂窝活性炭后记录废气中碘、四氯化碳和亚甲蓝的剩余量，并对普通的述蜂窝活性炭也采用上述方式，设置为对照组，记录碘吸收量、亚甲蓝吸收量和四氯化碳吸收率，记录结果如下表所示；
试验结果表明：本发明制备的蜂窝活性炭碘吸收量最高可达到1000mg/g，四氯化碳吸收率达到100%，并且也能够很好的对亚甲蓝进行吸收，对于废气的吸附效率较传统的蜂窝活性炭提升40%，且实施例三为最佳实施例。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。