复合粘结剂、柱状活性炭及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种复合粘结剂、柱状活性炭及其制备方法。该复合粘结剂包括淀粉、氢氧化钠和水。本发明专利技术的复合粘结剂成分简单，价格低廉，并且易于制备，因此解决了现有技术中粘结剂组成成分复杂、生产成本高的问题。生产成本高的问题。

【技术实现步骤摘要】
复合粘结剂、柱状活性炭及其制备方法


[0001]本专利技术涉及活性炭制备领域，具体而言，涉及复合粘结剂、柱状活性炭及其制备方法。

技术介绍

[0002]在煤基压块活性炭生产过程中，氧炭化工序中由于物料之间的碰撞与摩擦，会产生大量炭化粉。炭化粉无粘结性，难以实现回收利用制备活性炭。加上炭化粉的售价低、容易自燃、处理难度大等缺点，一直是活性炭生产企业急需解决的难题。然而，由于炭化粉是压块料经过氧化和炭化处理后的产物，挥发分低，具有一定孔隙结构，通过加入粘结剂压条成型，能够制备出吸附性能更强的柱状活性炭。
[0003]截至目前，暂无专利文献对煤基活性炭制备过程中炭化粉的成型制备柱状活性炭的工艺进行研究，只有关于型煤成型粘结剂的配方研究。在现有的型煤成型粘结剂相关研究中，添加的粘结剂种类在3～8种，并且多以热加工的方式制备粘结剂，不仅增大了生产成本与工艺技术的难度，还会对生产设备及环境治理造成一定影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供复合粘结剂、柱状活性炭及其制备方法，以解决现有技术中复合粘结剂的组成成分复杂、生产成本高，以及炭化粉无法有效回收利用的问题。
[0005]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种复合粘结剂，其包括淀粉、氢氧化钠和水。
[0006]进一步地，复合粘结剂中，淀粉、氢氧化钠和水的重量比为(3～4)：(0.2～0.3)：(10～20)。
[0007]进一步地，淀粉选自土豆淀粉、玉米淀粉、红薯淀粉中的一种或多种。
>[0008]根据本专利技术的另一方面，提供了一种炭化粉成型制备柱状活性炭的方法，其包括以下步骤：
[0009]步骤S1：将炭化粉与煤直接液化残渣混合，然后磨粉，得到混合干料；
[0010]步骤S2：将混合干料与上述的复合粘结剂混合，得到混合湿料；
[0011]步骤S3：将混合湿料挤压成型，干燥，得到成型炭柱；
[0012]步骤S4：将成型炭柱进行活化处理，得到柱状活性炭。
[0013]进一步地，炭化粉的灰分不高于3％，挥发分不高于23％。
[0014]进一步地，炭化粉与煤直接液化残渣的重量比为(80～90)：(10～20)。
[0015]进一步地，步骤S1中，混合干料的325目通过率为90～98％；优选地，混合干料的325目通过率为95％。
[0016]进一步地，步骤S2中，混合过程包括：将混合干料和复合粘合剂进行捏合处理，捏合处理的时间为15～25分钟，捏合处理的温度为室温。
[0017]进一步地，步骤S3中，挤压成型的压力为0.2～10MPa。
[0018]进一步地，步骤S4中，活化处理的过程包括：
[0019]将成型炭柱升温至880～900℃，然后通入活化剂进行活化反应，得到柱状活性炭；优选活化反应的反应温度为900～920℃，反应时间为2～3h；优选升温过程中的升温速率不大于20℃/min；
[0020]优选地，活化剂为水蒸气；更优选地，活化反应在活化炉中进行，活化炉中水蒸气的流速为115～125滴/分钟，中轴转速为40～50rmp。
[0021]根据本专利技术的另一方面，提供了一种柱状活性炭，其由上述的方法制备得到。
[0022]应用本专利技术的技术方案，以淀粉、氢氧化钠和水作为制备柱状活性炭的复合粘结剂，其成分简单，价格低廉，并且易于制备，因此解决了现有技术中粘结剂组成成分复杂、生产成本高的问题。与此同时，水中的氢氧化钠提供了碱性环境，能够促使淀粉变性，使其成为具有粘性的糊状溶液，从而令本专利技术所提供的复合粘结剂具有优秀的粘结性能。炭化粉因其为压块料经过氧化和炭化的产物，具有孔隙结构，因此具备应用于吸附领域的前景，但炭化粉又因无粘结性，难以实现回收利用并制备活性炭。而正是基于本专利技术所提供的复合粘结剂的优异性能，将其应用到炭化粉中压条成型，即可制备得到的柱状活性炭，同时还能够使其具有优秀的滚筒强度，达到了更有效回收利用炭化粉的目的。
具体实施方式
[0023]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。
[0024]为了解决如前所述的现有技术中的问题，根据一方面，本专利技术提供了一种复合粘结剂，该复合粘结剂包括淀粉、氢氧化钠和水。以淀粉、氢氧化钠和水作为制备柱状活性炭的复合粘结剂，其成分简单，价格低廉，并且易于制备，因此解决了现有技术中粘结剂组成成分复杂、生产成本高的问题。与此同时，水中的氢氧化钠提供了碱性环境，能够促使淀粉变性，使其成为具有粘性的糊状溶液，从而令本专利技术所提供的复合粘结剂具有优秀的粘结性能。炭化粉因其为压块料经过氧化和炭化的产物，具有孔隙结构，因此具备应用于吸附领域的前景，但炭化粉又因无粘结性，难以实现回收利用并制备活性炭。而正是基于本专利技术所提供的复合粘结剂的优异性能，将其应用到炭化粉中压条成型，即可制备得到的柱状活性炭，同时还能够使其具有优秀的滚筒强度，达到了更有效回收利用炭化粉的目的。
[0025]为了进一步提高复合粘结剂的粘结性能，在一种优选的实施例中，在该复合粘结剂中，淀粉、氢氧化钠和水的重量比为(3～4)：(0.2.～0.3)：(10～20)。优选上述比例，能够更好地促进淀粉的糊化，使复合粘结剂在更宽的温度范围内即可以具有良好的粘性，进一步简化复合粘结剂的制备工艺、降低其生产成本。
[0026]淀粉的种类可以为本领域常规，但出于进一步降低生产成本、并提高复合粘结剂的粘结性能的目的，优选地，淀粉选自土豆淀粉、玉米淀粉、红薯淀粉中的一种或多种。
[0027]优选地，上述水为蒸馏水。
[0028]在实际的操作中，优选地，上述复合粘结剂可以由以下方法制备得到：步骤a、将第一部分水和淀粉进行混合，搅拌至无分层现象，得到淀粉溶液；步骤b、将第二部分水和氢氧化钠进行混合，搅拌至所述氢氧化钠溶解，得到氢氧化钠溶液；步骤c、将所述淀粉溶液和所述氢氧化钠溶液在室温下搅拌1～3分钟，得到所述复合粘结剂。
[0029]根据本专利技术的另一方面，还提供了一种炭化粉成型制备柱状活性炭的方法，该方法包括以下步骤：步骤S1：将炭化粉与煤直接液化残渣混合，然后磨粉，得到混合干料；步骤S2：将混合干料与上述复合粘结剂混合，得到混合湿料；步骤S3：将混合湿料挤压成型，干燥，得到成型炭柱；步骤S4：将成型炭柱进行活化处理，得到柱状活性炭。本方法采用以淀粉、氢氧化钠和水作为制备柱状活性炭的复合粘结剂，其成分简单，价格低廉，并且易于制备，因此解决了现有技术中粘结剂组成成分复杂、生产成本高的问题。与此同时，水中的氢氧化钠提供了碱性环境，能够促使淀粉变性，使其成为具有粘性的糊状溶液，从而令本专利技术所提供的复合粘结剂具有优秀的粘结性能。炭化粉因其为压块料经过氧化和炭化的产物，具有孔隙结构，因此具备应用于吸附领域的前景，但炭化粉又因无粘结性，难以实现回收利用并制备活性炭。将本专利技术所提供的复合粘结剂应用到炭化粉中，然后压条成型，制备得到的柱状活性炭本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合粘结剂，其特征在于，所述复合粘结剂包括淀粉、氢氧化钠和水。2.根据权利要求1所述的复合粘结剂，其特征在于，所述复合粘结剂中，所述淀粉、所述氢氧化钠和所述水的重量比为(3～4)：(0.2～0.3)：(10～20)。3.根据权利要求1或2所述的复合粘结剂，其特征在于，所述淀粉选自土豆淀粉、玉米淀粉、红薯淀粉中的一种或多种。4.一种炭化粉成型制备柱状活性炭的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：将炭化粉与煤直接液化残渣混合，然后磨粉，得到混合干料；步骤S2：将所述混合干料与权利要求1至3中任一项所述的复合粘结剂混合，得到混合湿料；步骤S3：将所述混合湿料挤压成型，干燥，得到成型炭柱；步骤S4：将所述成型炭柱进行活化处理，得到柱状活性炭。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述炭化粉的灰分不高于3％，挥发分不高于23％。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述炭化粉与所述煤直接液化残渣的重量比为(80～90)：(10～20)。7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述混...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵龙，陆晓东，赵振疆，周华，赵荣善，曾旭旭，王成，闫志富，李海山，王哲，李建瑞，
申请(专利权)人：国家能源集团新疆能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：