專利名稱：一種制造活性碳纖維的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造活性碳纖維的工藝方法。
活性碳纖維是近年來世界上新興的一種新型吸附材料，它對許多物質(zhì)的吸附能力較顆粒狀活性碳大十幾倍甚至幾十倍，由于現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的迅猛發(fā)展，在核開采、核發(fā)電、化工、冶金及三廢污染處理等方面，傳統(tǒng)的活性碳顆粒已遠遠無法滿足工業(yè)需要，而吸附能力強、脫附再生相對容易的活性碳纖維已引起了工業(yè)發(fā)達國家的高度重視。
美國于1970年以酚醛樹脂為原料生產(chǎn)活性碳氈，之后，日本、蘇聯(lián)、加拿大等國家也先后開發(fā)了以聚丙烯腈和粘膠系纖維為原料生產(chǎn)活性碳纖維的工藝路線，由于采用的碳化，活化裝置為電爐，并且在碳化過程中采用N2等惰性氣體保護，因而耗電量較大，生產(chǎn)能力低，生產(chǎn)綜合成本較高。
本發(fā)明的目的是要提供一種改進的制造活性碳纖維的工藝方法，該方法可以有效地降低能量消耗，提高活性碳纖維的生產(chǎn)能力。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的采用非電爐直燒工藝，以燃燒氣體為加熱源，以燃燒氣體之尾氣作為碳化及活化過程的保護氣體，各種纖維原料，于300-600℃條件下碳化，部分經(jīng)處理后的燃氣尾氣進入碳化室及活化室，起惰性氣體保護作用，然后在800-1200℃條件下將碳化后的纖維活化，經(jīng)酸洗、中和、水洗、烘干制作成活性碳纖維。
本發(fā)明之工藝方法因為采用非電爐直燒工藝，所以生產(chǎn)能力較大，同時，由于以燃燒氣體之尾氣循環(huán)返回碳化室及活化室作為碳化過程及活化過程之保護氣體，因而較N2保護，能量消耗可以大大下降。
本發(fā)明具體工藝方法由以下實施例及其附圖給出

圖1為根據(jù)本發(fā)明工藝方法提出的工藝流程圖。
圖2為本發(fā)明工藝過程說明透視圖。
圖3為圖2沿縱向斷面剖視圖(局部)下面結(jié)合附圖1-3詳述本發(fā)明。
1.原料予處理各種原料(如丙烯腈、纖維素、木質(zhì)素、瀝青、粘膠棉)之纖維在80-120℃條件下烘干，至含濕率10-16%，將原料纖維投入浸漬槽，用含催化劑氯化鈷3‰-8‰、含碳化促進劑氯化鋅8‰-20‰、含HCl3-20‰的化學(xué)藥液浸漬24-30小時，然后將原料纖維用整理機整理均勻，控制纖維氈厚度為3-8mm，將原料均勻擺放于送料車內(nèi)，送入烘干室一，于150-200℃條件下烘15-20分鐘，蒸發(fā)氣體由排氣罩①控溫排放，9為熱電偶插孔。10為防瀑水封管，11為水封之水箱。
2.碳化經(jīng)烘干予熱后的原料纖維進入碳化室二，向碳化室內(nèi)充CO2氣體，將室內(nèi)置換至含O21%以下，升溫至300-600℃，燃燒后的尾氣經(jīng)管路2進入尾氣凈化器A，尾氣凈化器A內(nèi)充填活性碳，該活性碳用NaOH或KoH5～10%的水溶液浸漬后烘干，控制含O21%以下，將尾氣經(jīng)管路4引入碳化室二，整個碳化過程需時為20-25分鐘，D為進火口，F(xiàn)為除灰口，E為燃料入口，12為鼓風(fēng)口，3為引風(fēng)孔。5為孔磚砌成之兩室壁，W為充填0.3-1.5粒度焦碳粉的絕氧層。
3.活化碳化后的纖維進入活化室三，通過高位槽B，用3‰的(NH4)2CO3噴淋纖維氈，控制溫度為800-1200℃，由管路2上行之尾氣經(jīng)尾氣凈化器A凈化后，經(jīng)管路4進入活化室三內(nèi)，控制含O2為1%以下，活化時間為25-30分鐘，在活化過程中，由引風(fēng)孔3引風(fēng)控制室腔微負壓。H為廢氣排放煙道。7為開關(guān)杠桿。
4.酸洗將活化后的纖維經(jīng)耐火封閉門6從除料室G內(nèi)取出，投入酸洗槽，用36%之鹽酸洗滌，控制原料纖維與鹽酸溶液之重量比為1∶10，然后將洗滌之纖維氈擠壓至含濕率為15-20%。
5.中和將酸洗后的纖維氈用20%之NaOH中和，至pH為4-5。
6.水洗將中和后的纖維氈用清水洗滌三次，控制每次洗滌時纖維與所用洗水之重量比為1∶10。
7.烘干將水洗后的纖維氈于200-250℃條件下烘至含濕度為1-2%，即為成品。
由于本發(fā)明采用非電爐直燒工藝，并直接采用燃燒產(chǎn)生的尾氣經(jīng)處理后作為碳化及活化過程中的保護氣體，不僅可節(jié)省大量能源，而且，避免了N2等氣體的消耗，同時，制作的活性碳纖維的各項技術(shù)指標接近或超過日本同類產(chǎn)品。
透視圖符號說明
表示工藝過程流動指示線。
表示高溫爐氣。
表示高溫火焰。
權(quán)利要求
1.一種制造活性碳纖維的工藝方法，包括原料纖維的予處理、碳化、活化、酸洗、中和、水洗、烘干等工藝步驟，其特征在于碳化及活化采用的保護氣體為燃燒產(chǎn)生的尾氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝方法，其特征在于碳化過程采用的原料可以是粘膠棉纖維、丙烯腈纖維、纖維素纖維、木質(zhì)素纖維或瀝青纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝方法，其特征在于碳化及活化采用的燃燒尾氣需經(jīng)凈化處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工藝方法，其特征在于凈化處理過程系采用由含NaOH(或KOH)5-10%的水溶液浸漬并烘干后的活性碳完成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3及4所述的工藝方法，其特征在于凈化后的尾氣含氧量應(yīng)＜1%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制造活性碳纖維的工藝方法，具體系將各種原料纖維經(jīng)預(yù)處理、碳化、活化、酸洗、中和、水洗、烘干等工藝，制作成活性碳纖維。在碳化及活化過程中采用的保護氣體為燃燒產(chǎn)生的高溫尾氣，該尾氣需經(jīng)凈化處理，控制含氧量小于1％，由于本發(fā)明采用非電爐直燒工藝，從而可以克服電爐法生產(chǎn)能耗大的弊端，并且，尾氣的凈化利用避免了N2的消耗。
文檔編號C01B31/08GK1057241SQ9010514
公開日1991年12月25日 申請日期1990年6月13日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月13日
發(fā)明者李孝忠 申請人:李孝忠