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土法生产活性炭详细工艺流程 孔隙决定吸附能力

来源:巩义市国清净水材料有限企业 | 发布时间:2012/11/28 |

我国属木材资源丰富的大国,每年有大量树枝和木屑没有加以利用,如能变废为宝,用它们生产重要的化工原料,因它含有大量的孔隙,决定了它具有强大的吸附能力,从而可以脱色和除去不可见物质,广泛应用于国防、制药、化工、食品和环保等方面。随着农副产品加工的发展,活性炭的需求量日益增多,如制饴糖脱色、榨油油脂除臭、气体的分离和净化、水的净化、金银回收、化学药剂提纯以及制药等都离不了它。
    活性炭可用针叶树硬木的锯屑或经粉碎的树枝和木屑,更好的是用核桃壳和榔子壳等硬果壳、动物的大骨骼等为原料,要求粗细均匀,粒度在10目以下,含水量不超过20-30%,无杂质、无病毒腐烂等污染,无油脂或少油脂。生产一吨活性炭约需3-5吨原料及氯化锌或氯化铵等盐类0.5吨(要求纯度必须在95%以上)和工业盐酸1吨(纯度越高越好,要求比重为16波美度以上)用木90-100吨,以及一定量的水蒸汽或燃料。原料可因地制宜选用,也可到有关产地收购。土法生产活性炭需有一个如开口瓶般的敞开式平底炭化炉,要能密闭,其炭化室的底部用铸铁板或耐火砖铺成;要求搅拌铁铲没有铁锈;冷却槽用水泥抹成,槽面光滑;粉碎机以球磨机为好;过箩筛120目以上;锌洗容器应为木制,不能用金属制品;加热锅需用不锈钢的;包装木桶内壁应设防湿纸或塑料薄膜。有条件的还应有一个外热式平底炉作活化炉,其外部用普通砖,内部用耐火砖砌成;炭化炉、锌洗及漂洗的容器亦均宜有铲动式搅拌装置;炭化炉最好使用转动圆筒炉;脱水最好使用离心机,干燥最好要有外热式转筒干燥机,以便较大规模地进行工厂化生产。下面先容生产活性炭的工艺过程:
    1、原料处理:对原料进行清洗、晾晒、脱脂(骨骼熬煮去脂)、粉碎,达到前面所述的原料要求的指标。然后,将氯化锌或氯化铵配成约50波美度的溶液(如所生产的活性炭是要用于制糖方面的,要求53-54波美度;如系用于制药方面的,则波美度在46-47间。经过过滤,再用盐酸调整PH值为6(用于制糖方面的为3-3.2,药用的为1-1.5间),再按3-4的比例倒入木屑等原料中(制糖用炭,氯化锌溶液与木屑等原料的比例为4:1;如系药用炭则3:1。),即每百斤原料加300-400斤调整好的氯化锌溶液。在40-50度以上(糖用炭40度以上,药用炭50度以上)的温度条件下浸渍,充分搅拌均匀后静置5小时,再搅一次再静置5小时,使氯化锌溶液全部被吸取,如未全被吸取则再延长时间。
    2、炭化和活化:将拌好的原料放入炭化炉中密闭加热炭化,炭化温度如200-300度约需4-5小时,如300-450度约30-60分钟即可。炭化过程的方法有如烧木炭一样,但要注意不能见明火,还要不断翻动物料,使之受热均匀;如系土法生产,难以在太高温度的条件下进行搅拌,可待原料全部变黑炭化时,逐渐降温到100度以下再搅拌彻底一些,保证炭化均匀,搅拌后再密封继续炭化,并加温到400-500度,严封24小时左右,或500-600度封2-2.5小时。每15分钟翻动一次,使物料活性化而具有活性,至炭呈暗红色、蔬松状态时,逐渐降温至100度以下,倒入冷却槽冷却。若开炉时炭化还不好,可继续密闭升温再炭化,直至冷却时黑虚。
    3、回收氯化锌:在活化后的物料中含有大量氯化锌,必须回收循环使用,以降低原料消耗。回收的办法是,将经冷却的活化后物料放入木制圆桶(桶内设有可抽出的假底,假底上应细孔滤网及棕皮),然后加入25波美度的稀氯化锌(或氯化铵)溶液,充分搅拌洗涤,再静置,抽出桶底放出溶液,再依用波美10度、5度的稀溶液继续反复充分搅拌洗涤,直至溶液浓度到波美1度,湿活性炭中的锌含量降到1%以下为止。溶液留作下一次处理原料时用。
    4、漂洗:向物料中加入19波美度的盐酸,用量约为原料的4 2%,搅拌10分钟,再加水至淹没炭面,入锅中加温到90-100度,浸渍搅拌2-8小时。其间要不断加清水、搅拌、抽取浸液,然后取出,用60度的热水漂洗,直洗到炭中无氯化锌(氯化铵)存在,完全除掉铁离子,氯离子量合乎要求为止。
    5、脱水与干燥:由于漂洗后的炭含水份很多,因此要设法脱去部分水份,可入不锈钢锅加热蒸发去水份。最好用离心机进行脱水,要求脱消失一活性炭的含水量在60%以下。然后用外热式转筒干燥机烘干或直接烘干,温度要达到120-130度,使干燥后的活性炭含水量在5-10%以下。
    6、粉碎和包装:将干燥后的活性炭辗粉或用球磨机粉碎,细度要达到小于120目,可过120目细箩筛,然后装入塑料袋或防湿纸袋内密封,再装入木桶或木箱,置于通风干燥处,注意防潮.这样生产的活性炭,使用时常受温度、浓度或压力的影响,用前应多进行几次试验。


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