[发明专利]颗粒脱色活性炭及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于脱色、吸附用的颗粒活性炭，特别是用于焦糖脱色专 用活性炭以及该活性炭的制备方法。

背景技术

焦糖脱色活性炭主要应用于化工、食品、医药生产过程中脱除有机物大分子 色素，是活性炭的重要炭种。长期以来，焦糖脱色生产是用化学法，活化剂为 Zncl₂或H₃po₄，其生产工艺如附图1所示。

在化学法生产工艺中使用木屑作原料是因为氯化锌溶液能够浸入木屑纤维 内部，经高温脱水，生产合格的焦糖脱色炭。由此工艺决定了焦糖脱色炭均是 以粉状炭的形式使用，粉炭的脱色罐中进行。脱色工艺如附图2所示。

从上述化学粉炭以及常规物理法生产的活性炭和实际应用中出存在以下问 题：

1、用常规物理法生产的糖炭，如煤质炭，果壳炭，它们的微孔发达，碘吸 附值和亚甲兰吸附率高但没有焦糖脱色性能，脱除有机大分子色素能力弱，只 能用于中、小分子色素脱除以及医药、化工、食品等产品的精制脱色，不能满 足很多中间体生产过程中的脱色，如葡萄糖、柠檬酸、谷氨酸、氨基酸医药中 间体等生产过程中脱色的技术要求。

2、化学粉炭以木材为原料，以每吨糖炭用10立方木材为原料，中国年产 各种规格糖炭以3万吨(占总炭量1/6)计，约需木材30万立方，这无疑将造 成大量森林被砍伐，严重破坏生态。

3、以应用工艺上的问题：脱色罐属间歇操作，生产现场粉尘严重，不适应 高科技产品和现代化企业管理。化学粉炭一次性使用，废炭的吸附值仍为新炭 的30％左右，造成极大的浪费。脱色中产生的废水量大，造成严重的水质污染， 如味精生产造成的污染已经带来严重的社会问题。为了解决上述问题，活性炭 界多年以前就是提出用物理法颗粒糖炭代替粉状糖炭，但颗粒糖炭的研制长期 以来未能实现重大突破。本申请人在专利申请号为200610045781.1文件中公开 了“食糖脱色颗粒活性炭的制备方法”，该活性炭虽然颗粒强度较好，但焦糖脱 色率力和吸附性能仍然不够理想。

发明内容

本发明的目的是克服上述活性炭制作及使用过程中存在的诸多缺陷，研究 一种用物理活化法生产的颗粒状脱色专用活性炭，使其具有优异的焦糖脱色性 能，即具有较强脱除大分子色素的能力，又具备物理炭较高的机械强度，活性 炭由一次性使用，改为反复使用，反复再生。本发明的另一目的是提供生产该 活性炭的制备方法。

本发明与普通物理炭的区别在于：以废弃硬质果壳或煤炭为原料，采用物 化浸渍活化法处理炭化料的方法制得活性炭，该浸渍液是由磷酸、氢氧化钠、 氧化镁和氯化锌组成的水溶液，各组份的重量配比为磷酸:氢氧化钠:氧化镁: 氯化锌＝1:0.8～2.0:0.5～1.0:1～1.5，所制得活性炭碘值800～1000mg/g，焦 糖脱色率为80～95％，机械强度≥95％。加浸渍液量根据不同原料和对焦糖脱色 的要求不同来确定，浸渍液加入总量占原料重量的10～20％。采用混合催化剂浸 渍液制取的活性炭，不但脱色性能有显著改善，其强度也大大增强。原料硬质 果壳为杏核壳或椰壳或桃核壳，煤炭是无烟煤或非粘合性烟煤。特别是杏壳炭 和非粘结性烟煤制得活性炭其焦糖脱色能力显著增强。

本发明按以下制备方法来完成：

a)将原料置于炭化炉中于450～600℃炭化，把炭化料冷却至室温；

b)将炭化料放入浸渍液中于室温下浸泡5～10hr，然后将浸渍炭化料在400 ±50℃温度下烘干；

c)将浸渍炭化料在600～900℃通入过热蒸汽活化处理8～12hr，再将活化 物料用5～10％的盐酸水溶液酸洗；

d)酸洗后的活化物料于400±50℃温度下烘干1～2hr，破碎筛分至20～60 目颗粒。