[发明专利]一种不需外加粘合剂制颗粒活性炭的制粒方法及设备

说明书

一、技术领域

本发明涉及竹木材加工剩余物的加工利用技术，具体涉及利用竹屑或木屑等粉状木质原料不需外加粘合剂制颗粒活性炭的成型制粒方法及设备。

二、背景技术

目前，我国生产的颗粒活性炭主要有两类：一类定形活性炭，它是粉状原料如天地适当含水量的煤粉与煤焦油、沥青等粘合剂混合均匀后用油压机等成型机压制成柱状或球形颗粒，再经过炭化和水蒸汽活化法制得的颗粒活性炭产品，其孔隙结构以微孔为主，应用领域有一定的局限，如申请号为200810055493.3的专利公开了以煤粉为原料，与水和沥青粘合剂等混合均匀后，用油压机压制成柱状颗粒。还有一种就是将粉状的活性炭产品与焦油或其它粘合剂混合均匀后用成型机制成柱状或球形颗粒，再经过干燥硬化制得定形颗粒活性炭；或用成型机压成块状经干燥硬化，再经破碎制得不定形颗粒活性炭产品，如申请号为200610098697.6的专利：粉状活性炭成型与再生产的方法及其产品，公开了粉状活性炭、水与羧基丁苯胶乳、苯丙胶乳、聚乙烯醇、羧甲基纤维素调制成的乳胶混合搅拌均匀，然后置于模具中以油压机施以100吨/平方米的压力，持续10分钟，得到块状成型物，再经过干燥硬化和破碎制得不定形颗粒活性炭。由于粘合剂的加入将导致降低活性炭的吸附性能。还有一类就是不定形颗粒活性炭，它是果核壳原料经炭化、水蒸汽活化、破碎制成的，其孔隙结构以微孔为主，应用也有一定的局限。用化学法如氯化锌法或磷酸法生产的活性炭具有微孔和中孔结构发达，活性炭表面含有化学活性基团，吸附能力强，能吸附较大分子的物质，有较强的适应性，具有广阔的用途，但目前市场上主要是木屑用化学法生产的粉状活性炭，它存在着使用过程中有粉尘飞扬和在液相脱色后固液分离过滤速度较慢等缺陷。近年来也有研究人员以果核壳为原料用磷酸活化法制备不定形颗粒活性炭，但所用的活化剂是85％的浓磷酸，从活化料经水洗回收的磷酸溶液需要经过浓缩，使浓度达到85％才能作为活化剂再利用，需要增加磷酸溶液的浓缩设备，生产设备的投资较大，而且能耗较大，将提高活性炭的生产成本，所以，它在工业生产上的应用存在一定的局限性。如果以竹屑或木屑为原料，用低于85％的磷酸溶液作活化剂，不需要外加粘合剂就能制成定形颗粒活性炭，既具有化学炭中孔发达的优点，又具有颗粒活性炭无粉尘飞扬和固液过滤分离速度快的优点，因此，化学法生产的定形颗粒活性炭将很受客户欢迎。本专利就是基于这样的背景，发明了一种竹屑或木屑等粉状木质原料不需要外加粘合剂制颗粒活性炭的成型制粒方法及设备。

三、发明内容

本发明的内容是以竹屑或木屑等粉状木质原料不需外加粘合剂，而是利用木质原料中的木质素和纤维素在活化剂磷酸的作用下进行低温热解自生焦油作粘合剂来制颗粒活性炭的成型制粒方法及设备。本发明的内容是这样实现的：将竹屑或木屑等粉状木质原料用烘干设备烘干至适当的含水量，将经烘干的竹屑或木屑与适当浓度的磷酸溶液按一定比例混合搅拌均匀，然后用匀速加料机加到立体式塑化设备的输送链板上，用调速电机通过减速传动机构驱动输送链板。竹屑或木屑与磷酸混合物在90～110℃的温度下进行塑化处理，使竹屑或木屑中的木质素和纤维素在较低温度下热解产生焦油，再将经塑化的竹屑或木屑与磷酸的混合物用捏和机进行充分的搅拌捏和，使物料具有更好的柔韧性以便于后序的成型制粒，将经过捏和的竹屑或木屑与磷酸的混合物用合适的成型制粒机制成柱状或球形颗粒，最后，在适当温度下干燥硬化制得颗粒料，待送到炭化炉和活化炉中分别进行炭化和活化。本发明的用竹屑或木屑等粉状木质原料制颗粒活性炭的成型制粒方法不需要外加粘结剂，可节省粘结剂的成本。

四、附图说明

图1为不需外加粘合剂用化学法制颗粒活性炭的成型制粒工艺流程示意图；

图2为该发明的成型制粒工艺用的连续化立体式塑化设备的立面剖视图，(1)为加热介质进口；(2)为匀速加料机；(3)为加料斗；(4)为物料输送带，用不锈钢链板制成；(5)为物料输送带托辊，用钢管制成；(6)塑化尾气出口；(7)活动门，用钢板制成；(8)为出料口；(9)为出料导板。

图3为图2中A-A截面的结构剖视示意图，(10)为物料输送带传动辊；(11)为输送机支架；(12)为传动轴；(13)为传动链轮；(14)为塑化设备烘房壳体；其余部件说明同图2。

五、具体实施方式