[发明专利]利用酚醛树脂废料制造碳分子筛的方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用废料制造碳分子筛的方法。

背景技术

碳分子筛有多种用途，特别在空气经氮/氧分离制取氮气时常用碳分子筛进行空气吸附与分离。以前碳分子筛是用煤原料制造，由于成本等多种因素现在已很少这样做了。目前碳分子筛大多用酚醛树脂原料制造，其成本也不扉。插花用花泥有用酚醛树脂原料制造的，许多保温材料也有用酚醛树脂原料制造的。花泥生产厂家及保温材料生产厂家，会产生许多边角料等酚醛树脂废料，这些废料一般难以处理；酚醛树脂花泥及保温材料用户也经常会有这些酚醛树脂废料异弃，这不仅导致环境污染，还使废料得不到科学、合理利用而白白浪费。

发明内容

本发明要解决酚醛树脂废料难以有效利用面污染环境及浪费资源的问题，为此提供本发明的利用酚醛树脂废料制造碳分子筛的方法，该方法能解决酚醛树脂废料异弃污染环境问题、酚醛树脂废料难以回收再利用问题，同时能降低碳分子筛制造成本。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案其特殊之处是将收集的酚醛树脂废料用粉碎机粉碎成粗粉状物料，将所述粗粉状物料干燥至该物料含水率为0.5％～5％，将所述干燥后的粗粉状物料磨成微粉状物料，微粉粒径控制在5um～30um，最佳细度为不超过10um，将所述微粉状物料和由酚醛树脂、煤焦油、水组成的粘合剂放入捏合机，以重量份数计，微粉状材料/酚醛树脂/煤焦油/水为(35～45)/(7～10)/(10～20)/(30～40)，经捏合机捏合后再成型成圆柱状物料，将所述圆柱状物料活化、炭化处理后，再通过炭沉积得到碳分子筛成品。

本发明所述圆柱状物料活化、炭化处理及炭沉积依次按如下步骤作业：将所述圆柱状物料于炉内加热升温至290～310℃，通入氮气，再升温至800～880℃，在此温度下恒温30min～90min，使所述圆柱状物料炭化并形成孔隙，再利用氮气将有烃类或醇类有机化合物带入炉内，使所述炭化并成孔的物料表面炭沉积堵孔，冷却至常温后取出。

所述粗粉状物料的粒径可以是4目～80目。

本发明将所述粗粉状物料干燥至含水率优选值为1.5％～3％。

所述干燥后的粗粉状物料磨成微粉状物料是经球磨实现，微粉粒径优选值控制在5um～10um。

所述微粉状物料和由酚醛树脂、煤焦油、水组成的粘合剂放入捏合机，以重量份数计，微粉状材料/酚醛树脂/煤焦油/水的优选值为(38～40)/(8～9)/(15～18)/(33～38)。

所述圆柱状物料合适的尺寸为柱直径1.0mm～3.0mm，柱高2mm～10mm：最合适的尺寸为柱直径1.5mm，柱高5mm。

所述圆柱状物料活化、炭化处理及炭沉积更合适的是依次按如下步骤作业：将所述圆柱状物料装入不锈钢容器内再吊入可倾式旋转炉内，以3～8℃/mim的升温速度加热至300℃，通入氮气，再升温至850℃，在此温度下恒温60min，使所述圆柱状物料炭化并形成孔隙，再利用氮气将有机化合物带入炉内，使所述炭化并成孔的物料表面炭沉积堵孔，冷却至常温后取出。本发明所述有机化合物优选为芳烃、烯烃或1～4个碳原子的醇，更优选的是苯、甲苯、二甲苯、乙烯、甲醇或异丙醇。发明由于利用酚醛树脂废料，相继进行粉碎、干燥、磨成微粉、和粘合剂一并放入捏合机、型成，再进行活化、炭化、表面炭沉积得到碳分子筛成品，是充分利用废物制造高价值产品的实施方案，故本发明成本较低，并且有利于环境保护，本发明还具有工艺比较简单，易于产业化的特点。

具体实施方式

实施例一

将收集、筛选的酚醛树脂废料用粉碎机粉碎成粗粉状物料，粗粉粒径无严格要求，一般在4目～80目范围，将所述粗粉状物料干燥至该物料含水率为1.5％～3％，将所述干燥后的粗粉状物料在球磨机中磨成微粉状物料，微粉粒径控制在5um～30um，最佳细度为不超过10um，将所述微粉状物料和由酚醛树脂、煤焦油、水组成的粘合剂放入捏合机，以重量份数计，微粉状材料/酚醛树脂/煤焦油/水为40/8.5/16/35，经捏合机捏合后成型成直径1.5mm，高5mm的圆柱状物料，将该圆柱状物料装入不锈钢容器内再吊入可倾式旋转炉内，以3～8℃/mim的升温速度加热至300℃，通入氮气，再升温至850℃，在此温度下恒温60min，使所述圆柱状物料炭化并形成孔隙，再利用氮气将苯带入炉内(苯可以液体状态或加热气化的气体状态连同氮气一并入炉)，使所述炭化并成孔的物料表面炭沉积堵孔，该过程需1～2小时，冷却至常温后取出。

实施例二