一種不需外加粘合劑制顆?；钚蕴康闹屏７椒霸O(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的內(nèi)容是竹屑或木屑原料不需外加粘合劑而是利用原料中的木質(zhì)素和纖維素在磷酸作用下進(jìn)行低溫?zé)峤庾陨褂妥髡澈蟿﹣碇祁w?；钚蕴康某尚椭屏７椒霸O(shè)備。將竹屑或木屑原料用烘干設(shè)備烘干至適當(dāng)?shù)暮?，將適當(dāng)濃度的磷酸溶液與烘干的竹屑或木屑按適當(dāng)?shù)闹亓勘然旌蠑嚢杈鶆颍裥蓟蚰拘寂c磷酸混合物在90～110℃下進(jìn)行低溫?zé)峤馑芑a(chǎn)生焦油，用捏和機(jī)將塑化料進(jìn)行充分的攪拌捏和，使物料具有更好的柔韌性，將經(jīng)過捏和的竹屑或木屑與磷酸混合物用合適的成型制粒機(jī)制成柱狀或球形顆粒，最后，在適當(dāng)溫度下干燥硬化制得顆粒料。本發(fā)明的竹屑或木屑制顆粒活性炭的成型制粒方法，不需要外加粘結(jié)劑，可節(jié)省粘結(jié)劑的成本。
【專利說明】一種不需外加粘合劑制顆?；钚蕴康闹屏７椒霸O(shè)備
一、【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及竹木材加工剩余物的加工利用技術(shù)，具體涉及利用竹屑或木屑等粉狀木質(zhì)原料不需外加粘合劑制顆粒活性炭的成型制粒方法及設(shè)備。
二、【背景技術(shù)】[0002]目前，我國生產(chǎn)的顆粒活性炭主要有兩類:一類定形活性炭，它是粉狀原料如天地適當(dāng)含水量的煤粉與煤焦油、浙青等粘合劑混合均勻后用油壓機(jī)等成型機(jī)壓制成柱狀或球形顆粒，再經(jīng)過炭化和水蒸汽活化法制得的顆粒活性炭產(chǎn)品，其孔隙結(jié)構(gòu)以微孔為主，應(yīng)用領(lǐng)域有一定的局限，如申請?zhí)枮?00810055493.3的專利公開了以煤粉為原料，與水和浙青粘合劑等混合均勻后，用油壓機(jī)壓制成柱狀顆粒。還有一種就是將粉狀的活性炭產(chǎn)品與焦油或其它粘合劑混合均勻后用成型機(jī)制成柱狀或球形顆粒，再經(jīng)過干燥硬化制得定形顆?；钚蕴?；或用成型機(jī)壓成塊狀經(jīng)干燥硬化，再經(jīng)破碎制得不定形顆?；钚蕴慨a(chǎn)品，如申請?zhí)枮?00610098697.6的專利:粉狀活性炭成型與再生產(chǎn)的方法及其產(chǎn)品，公開了粉狀活性炭、水與羧基丁苯膠乳、苯丙膠乳、聚乙烯醇、羧甲基纖維素調(diào)制成的乳膠混合攪拌均勻，然后置于模具中以油壓機(jī)施以100噸/平方米的壓力，持續(xù)10分鐘，得到塊狀成型物，再經(jīng)過干燥硬化和破碎制得不定形顆?；钚蕴俊Ｓ捎谡澈蟿┑募尤雽?dǎo)致降低活性炭的吸附性能。還有一類就是不定形顆粒活性炭，它是果核殼原料經(jīng)炭化、水蒸汽活化、破碎制成的，其孔隙結(jié)構(gòu)以微孔為主，應(yīng)用也有一定的局限。用化學(xué)法如氯化鋅法或磷酸法生產(chǎn)的活性炭具有微孔和中孔結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，活性炭表面含有化學(xué)活性基團(tuán)，吸附能力強(qiáng)，能吸附較大分子的物質(zhì)，有較強(qiáng)的適應(yīng)性，具有廣闊的用途，但目前市場上主要是木屑用化學(xué)法生產(chǎn)的粉狀活性炭，它存在著使用過程中有粉塵飛揚(yáng)和在液相脫色后固液分離過濾速度較慢等缺陷。近年來也有研究人員以果核殼為原料用磷酸活化法制備不定形顆粒活性炭，但所用的活化劑是85%的濃磷酸，從活化料經(jīng)水洗回收的磷酸溶液需要經(jīng)過濃縮，使?jié)舛冗_(dá)到85%才能作為活化劑再利用，需要增加磷酸溶液的濃縮設(shè)備，生產(chǎn)設(shè)備的投資較大，而且能耗較大，將提高活性炭的生產(chǎn)成本，所以，它在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用存在一定的局限性。如果以竹屑或木屑為原料，用低于85%的磷酸溶液作活化劑，不需要外加粘合劑就能制成定形顆?；钚蕴浚染哂谢瘜W(xué)炭中孔發(fā)達(dá)的優(yōu)點，又具有顆?；钚蕴繜o粉塵飛揚(yáng)和固液過濾分離速度快的優(yōu)點，因此，化學(xué)法生產(chǎn)的定形顆?；钚蕴繉⒑苁芸蛻魵g迎。本專利就是基于這樣的背景，發(fā)明了一種竹屑或木屑等粉狀木質(zhì)原料不需要外加粘合劑制顆?；钚蕴康某尚椭屏７椒霸O(shè)備。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的內(nèi)容是以竹屑或木屑等粉狀木質(zhì)原料不需外加粘合劑，而是利用木質(zhì)原料中的木質(zhì)素和纖維素在活化劑磷酸的作用下進(jìn)行低溫?zé)峤庾陨褂妥髡澈蟿﹣碇祁w?；钚蕴康某尚椭屏７椒霸O(shè)備。本發(fā)明的內(nèi)容是這樣實現(xiàn)的:將竹屑或木屑等粉狀木質(zhì)原料用烘干設(shè)備烘干至適當(dāng)?shù)暮?，將?jīng)烘干的竹屑或木屑與適當(dāng)濃度的磷酸溶液按一定比例混合攪拌均勻，然后用勻速加料機(jī)加到立體式塑化設(shè)備的輸送鏈板上，用調(diào)速電機(jī)通過減速傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動輸送鏈板。竹屑或木屑與磷酸混合物在90~110°C的溫度下進(jìn)行塑化處理，使竹屑或木屑中的木質(zhì)素和纖維素在較低溫度下熱解產(chǎn)生焦油，再將經(jīng)塑化的竹屑或木屑與磷酸的混合物用捏和機(jī)進(jìn)行充分的攪拌捏和，使物料具有更好的柔韌性以便于后序的成型制粒，將經(jīng)過捏和的竹屑或木屑與磷酸的混合物用合適的成型制粒機(jī)制成柱狀或球形顆粒，最后，在適當(dāng)溫度下干燥硬化制得顆粒料，待送到炭化爐和活化爐中分別進(jìn)行炭化和活化。本發(fā)明的用竹屑或木屑等粉狀木質(zhì)原料制顆粒活性炭的成型制粒方法不需要外加粘結(jié)劑，可節(jié)省粘結(jié)劑的成本。
四、【專利附圖】
【附圖說明】
[0004]圖1為不需外加粘合劑用化學(xué)法制顆粒活性炭的成型制粒工藝流程示意圖；
[0005]圖2為該發(fā)明的成型制粒工藝用的連續(xù)化立體式塑化設(shè)備的立面剖視圖，(I)為加熱介質(zhì)進(jìn)口 ；(2)為勻速加料機(jī)；(3)為加料斗；(4)為物料輸送帶，用不銹鋼鏈板制成；
[5]為物料輸送帶托輥，用鋼管制成；(6)塑化尾氣出口；(7)活動門，用鋼板制成；(8)為出料口 ；(9)為出料導(dǎo)板。
[0006]圖3為圖2中A-A截面的結(jié)構(gòu)剖視示意圖，(10)為物料輸送帶傳動輥；(11)為輸送機(jī)支架；(12)為傳動軸；(13)為傳動鏈輪；(14)為塑化設(shè)備烘房殼體；其余部件說明同圖2。
五、【具體實施方式】 [0007]將竹屑或木屑等粉狀木質(zhì)原料用烘干機(jī)烘干至適當(dāng)?shù)暮浚鶕?jù)要制備顆?；钚蕴康男阅芤笈渲七m當(dāng)濃度的磷酸溶液，其濃度為60~85%，按適當(dāng)磷酸溶液與竹屑或木屑重量比將兩者混合攪拌均勻，然后將竹屑或木屑與磷酸的混合物加到圖2所示的立體式塑化設(shè)備的加料斗(3)中，經(jīng)加料器(2)均勻加到物料輸送帶(4)上，上下相鄰兩層輸送帶的運(yùn)動方向相反，隨著各層輸送帶的緩慢運(yùn)動，待塑化的物料從上到下依次通過各層輸送帶，最后從出料口(8)輸出。在進(jìn)行塑化操作時，調(diào)整加料的體積量與出料體積量相等，以確保輸送帶上均勻鋪一層物料，不發(fā)生堆料或斷料情況。通過加熱介質(zhì)進(jìn)口(I)向塑化設(shè)備的烘房中通入適當(dāng)溫度的熱空氣或潔凈煙道氣，使塑化設(shè)備保持所要求的溫度，塑化尾氣從出口(6)排出。在塑化設(shè)備的烘房頂部裝有測定烘房內(nèi)加熱介質(zhì)溫度的熱電偶，根據(jù)待塑化物料的特性和塑化產(chǎn)量要求來確定烘房內(nèi)加熱介質(zhì)的溫度，通常加熱介質(zhì)的溫度控制在90~110°C。通過調(diào)節(jié)物料輸送帶的運(yùn)行速度來控制待塑化物料在烘房內(nèi)的停留時間，加熱介質(zhì)溫度較低時，物料在烘房內(nèi)的停留時間相應(yīng)長些，加熱介質(zhì)的溫度較高時，物料在烘房內(nèi)停留時間相應(yīng)短些，以使輸出物料含有較多的焦油而易于粘結(jié)成型并且成型顆粒具有較高的強(qiáng)度為宜。
[0008]將從出料口(8)輸出的竹屑或木屑塑化料用捏和機(jī)進(jìn)行充分的攪拌捏和，使物料具有更好的柔韌性，將攪拌捏和過的物料用合適的成型制粒機(jī)制成柱狀或球形顆粒，然后將制成的顆粒料用干燥設(shè)備在200~250°C的溫度下進(jìn)行干燥硬化，使顆粒料具有適當(dāng)?shù)挠捕惹翌w粒間不互相粘連為宜，這樣，就完成了粉狀木質(zhì)原料不需要外加粘合劑制顆粒活性炭半成品顆粒料的制備過程，最后將制得的半成品顆粒料送到炭化爐和活化爐中分別進(jìn)行炭化和活化。
[0009]實例1
[0010]用杉木屑為原料，將杉木屑用烘干設(shè)備干燥到含水量為15%左右，配制70%濃度的磷酸溶液，磷酸溶液與杉木屑按2.2:1的重量比混合攪拌均勻，然后加到圖2所示塑化設(shè)備的加料斗(3)中，經(jīng)加料器(2)均勻加到物料輸送帶(4)上，將塑化設(shè)備的烘房中加熱介質(zhì)溫度控制在90°C度，調(diào)節(jié)輸送帶的運(yùn)行速度為1.5米/分，塑化設(shè)備的輸送帶長30米，共有5層輸送帶，木屑塑化料從出料口(8)輸出，木屑料在塑化設(shè)備中的停留時間約為100分鐘。將塑化后的木屑磷酸混合物用捏和機(jī)進(jìn)行充分的攪拌捏和，使物料具有更好的柔韌性，再將攪拌捏和過的物料用合適的成型制粒機(jī)制成柱狀或球形顆粒，然后將制成的顆粒料用干燥設(shè)備在250°C下進(jìn)行干燥硬化，使顆粒料具有適當(dāng)?shù)挠捕惹翌w粒間不互相粘連，制得的顆粒料表面光滑。這樣，就完成了木屑原料不需要外加粘合劑制顆?；钚蕴康陌氤善奉w粒料的制備過程，最后，將制得的半成品顆粒料送到炭化爐和活化爐中分別進(jìn)行炭化和活化。
[0011]實例2
[0012]用竹屑為原料，將竹屑用烘干設(shè)備干燥到含水量為20%左右，配制75%濃度的磷酸溶液，磷酸溶液與竹屑按2.5:1的重量比攪拌混合均勻，然后加到圖2所示塑化設(shè)備的加料斗(3)中，經(jīng)加料器(2)均勻加到物料輸送帶(4)上，將塑化設(shè)備烘房中的加熱介質(zhì)溫度控制在100°C，調(diào)節(jié)輸送帶的運(yùn)行速度為1.2米/分，塑化設(shè)備的輸送帶長30米，共有5層輸送帶，竹屑塑化料從出料口(8)輸出，竹屑料在塑化設(shè)備中的停留時間約為125分鐘。將塑化后的竹屑磷酸混合物用捏和機(jī)進(jìn)行充分的攪拌捏和，使物料具有更好的柔韌性，再將攪拌捏和過的物料用合適的成型制粒機(jī)制成柱狀或球形顆粒，然后將制成的顆粒料用干燥設(shè)備在250°C的溫度下進(jìn)行干燥硬化，使顆粒料具有適當(dāng)?shù)挠捕惹翌w粒間不互相粘連，制得的顆粒料表面光滑。這樣，就完成了竹屑原料不需要外加粘合劑制顆?；钚蕴康陌氤善奉w粒料的制備過程，最后，將制得的半成品顆粒料送到炭化爐和活化爐中分別進(jìn)行炭化和活化。
【權(quán)利要求】
1.一種不需外加粘合劑制顆粒活性炭的制粒方法及設(shè)備，其特征是:以竹屑或木屑等粉狀木質(zhì)原料不需外加粘合劑而是利用木質(zhì)原料中的木質(zhì)素和纖維素在活化劑磷酸作用下低溫?zé)峤庾陨褂妥髡澈蟿┻M(jìn)行顆?；钚蕴康某尚椭屏！?br>
2.根據(jù)要求I所述的一種不需外加粘合劑制顆?；钚蕴康闹屏７椒霸O(shè)備，其特征是:竹屑或木屑與磷酸的混合物在立體式塑化設(shè)備中進(jìn)行連續(xù)塑化，在塑化設(shè)備的烘房設(shè)置加熱介質(zhì)進(jìn)口(I)和塑化尾氣出口 (6)，在塑化設(shè)備烘房頂部設(shè)置加料斗(3)和測定烘房內(nèi)加熱介質(zhì)溫度的熱電偶，在加料斗下安裝勻速加料機(jī)(2)以便將物料勻速加到烘房內(nèi)的輸送帶上。
3.根據(jù)要求I所述的一種不需外加粘合劑制顆?；钚蕴康闹屏７椒霸O(shè)備，其特征是:用勻速加料機(jī)將竹屑或木屑與磷酸的混合物加到立體式塑化設(shè)備的輸送鏈板上，輸送鏈板用調(diào)速電機(jī)通過減速傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動，可通過控制加熱介質(zhì)溫度和輸送帶的運(yùn)行速度來調(diào)整物料在塑化設(shè)備中的停留時間以調(diào)控塑化料的性能。
4.根據(jù)要求I所述的一 種不需外加粘合劑制顆?；钚蕴康闹屏７椒霸O(shè)備，其特征是:經(jīng)過塑化的竹屑或木屑與磷酸的混合物用捏和機(jī)進(jìn)行充分的攪拌捏和，使物料具有更好的柔韌性，再將攪拌捏和過的料用合適的成型制粒機(jī)制成柱狀或球形顆粒。
【文檔編號】C01B31/14GK103922338SQ201410157487
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】蔣應(yīng)梯, 莊曉偉, 潘炘, 章江麗 申請人:浙江省林業(yè)科學(xué)研究院