[发明专利]以酚醛泡沫废料为原料制备高比表面积无灰活性炭的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备活性炭的方法，特别是涉及一种以酚醛泡沫废料为原料制备高比表面积无灰活性炭的方法。

背景技术

    酚醛泡沫是一种多孔硬质泡沫塑料，主要用作保温材料，同聚氨酯泡沫保温材料，聚苯乙烯泡沫保温材料相比，它具有难燃、防火、低烟且无毒的特点。在发达国家后两种保温材料是属于限制使用的，而对于防火要求严格的场所，政府明文规定必须用酚醛泡沫保温材料。“上海11·15教师公寓大火”、“沈阳皇朝万鑫大火”等近年来发生的一些大火都是易燃保温材料造成的，为此我国正在逐步限制易燃保温材料的使用，在这种背景下，全国各地出现了很多酚醛泡沫生产厂家。目前酚醛泡沫主要采用浇注发泡和箱式发泡，但无论采用那种发泡方法，都需要切割加工，制成板材，这就产生了大量的边角余料和切割粉末，以年产板材600万立方米的工厂为例，每年产生的酚醛泡沫废料约为10万立方米，不但占用场地而且一旦粉末飞扬还会污染环境，威胁人们的健康。目前，这些废料除了焚烧就是用作低档填充物，附加值极低，极大的浪费了石油资源，如果将它们加工处理成高比表面积无灰活性炭，不但能够变废为宝，充分利用资源，而且还可用于气体净化，分离，提纯；贵重金属提炼；水的净化，脱色，脱臭，有机溶剂的回收等领域。总之，活性炭极具发展前景，并将拥有广阔的销售市场。制备活性炭一般需要干燥，预炭化，炭化和活化四个过程，工艺复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以酚醛泡沫废料为原料制备高比表面积无灰活性炭的方法，采用简短的工艺过程，提供一种以酚醛泡沫废料为原料制备高比表面积无灰活性炭的方法，不但利用了不可再生资源，保护了环境，而且还生产了用途广泛，附加值高的活性炭，实现废物再利用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

以酚醛泡沫废料为原料制备高比表面积无灰活性炭的方法，其所述方法包括以下过程：酚醛泡沫废料于惰性气体条件下，在炭化炉中密闭炭化，在400-500℃炭化2-4h，期间每隔20-40min充分搅拌物料一次，每次搅拌前需将温度降至100℃以下，搅拌充分后再升温密闭炭化，直至炭化完成，冷却出料；活化是在700-900 ℃条件下，以水蒸气为活化剂在管式电热炉内进行，活化30-60min，即可得到粉末状高比表面积活性炭。

所述的以酚醛泡沫废料为原料制备高比表面积无灰活性炭的方法，其所述的所用原料是生产酚醛泡沫保温材料过程中产生的边角废料。

本发明的优点与效果是：

1、本发明以酚醛泡沫废料为起始原料，原料几乎无成本，实现了废物再利用，减少了环境污染，提高了经济效益；

2、本发明酚醛泡沫本身就是一种高比表面积微孔材料，吸附能力强，经过本发明公开的方法处理之后，吸附能力得到了显著提高；

3、本发明酚醛泡沫废料分子结构中亲水性基团很少，其吸水量很低，无需进一步进行干燥处理，具有节能环保的优势，而采用椰壳，果壳，稻壳或木材等制备活性炭时需要把原材料加热到150℃左右，才可蒸发掉所含水分； 

4、本发明酚醛泡沫废料是由苯酚和甲醛缩聚而成的高分子聚合物，因此制备活性炭的原料中不含SiO₂、Al ₂O₃、CaO、MgO、Fe₂O₃、K₂O、Na₂O等成分，而这些成分是活性炭中的灰分的主要成分，因此产品制备过程中无需加酸液、碱液进行脱灰处理，无废液处理问题。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

 实施例1

在通有氮气的条件下，将50kg的酚醛泡沫废料投入到炭化炉中，进行密闭炭化作业，在400-500℃炭化3h，炭化期间每隔30min将物料充分搅拌一次，每次搅拌前需将温度降至90℃，搅拌充分后再升温密闭炭化，直至炭化完成，冷却出料。在700 ℃条件下，以水蒸气为活化剂在管式电热炉内对炭化后的材料进行活化，活化30min，之后即可得到粉末状高比表面积活性炭。    

实施例2

在通有氩气的条件下，将35kg的酚醛泡沫废料投入到炭化炉中，进行密闭炭化作业，在400-500℃炭化2.5h，炭化期间每隔40min将物料充分搅拌一次，每次搅拌前需将温度降至80℃，搅拌充分后再升温密闭炭化，直至炭化完成，冷却出料。在750 ℃条件下，以水蒸气为活化剂在管式电热炉内对炭化后的材料进行活化，活化40min，之后即可得到粉末状高比表面积活性炭。  

实施例3