[發明專利]一種飲用水深度凈化專用活性炭及其制備方法

有效

• 申請號: 201110283433.9
• 申請日: 2011-09-22
• 公開（公告）號: CN102432004A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 梁大明;王鵬;孫仲超;吳濤;李艷芳;熊銀武;傅翔;郭良元;董衛果;文芳;李蘭廷;李雪飛
• 申請（專利權）人: 煤炭科學研究總院
• 主分類號: C01B31/08
• 分類號: C01B31/08;B01J20/10;C02F1/28
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明涉及一種活性炭及其制備方法，特別涉及一種飲用水凈化用活性炭及其制備方法。

背景技術

我國是目前世界上最貧水的13個國家之一，據經濟合作與發展組織最新公布的《中國環境績效評估》報告，目前流經中國城市的超過75％的水體不適合飲用，30％以上的檢測河流水質屬于劣V類。隨著工業發展，城市生活飲用水水源受污染程度日益加劇，同時隨著生活水平的提高，人們對飲用水質的要求以及飲用水質標準越來越嚴格。

活性炭由于具有巨大的比表面積及發達的空隙結構，因此對水中溶解態有機物具有較強的吸附能力，適用于飲用水深度凈化。

國內尚無用于飲用水深度凈化的專用活性炭。而市場采用的活性炭產品主要有兩類，即由柱狀活性炭破碎制成，或者采用原煤直接破碎活性炭，這兩類產品用于飲用水深度處理均存在難以解決的弊端。未能完全達到生活飲用水凈化處理用活性炭的標準。國內制備柱狀活性炭通常采用的工序是：1、磨粉，將原料煤經磨粉機進行磨粉；2、壓條成型，將煤粉、煤焦油(粘結劑)和少量水攪拌、混合、壓條成型；3、炭化，將成型料炭化；4、活化，將炭化料加入斯列普爐進行活化；5、破碎，將活化后的柱狀活性炭破碎(篩分成不定型顆粒活性炭用于飲用水凈化)。(公開號GK87100558)

生產柱狀活性炭存在以下問題：1、生產工藝復雜，破碎得率低，生產成本相對高昂；2、由于必須使用煤焦油等作為黏結劑，因此也使得煤焦油資源不能有效利用，生產過程對環境影響大。

國內制備原煤直接破碎活性炭的工序是：1、破碎，將原料煤破碎成產品所要求的粒度顆粒(粒度范圍為1-8mm)；2、炭化或煅燒；3、活化，將破碎原煤直接活化，或將炭化煅燒后的煤進行活化。(專利號：ZL97111096.4)(一種用無煙煤制造的不定型顆粒活性炭及其制造方法)。該方法生產的原煤直接破碎活性炭存在堆比重輕、機械強度低等缺點。

以上兩種方法制備的活性炭，用于飲用水深度凈化，很難在具有較長使用壽命的的條件下，提供達標的飲用水。國內以太西無煙煤為原料制備的活性炭主要是以上兩種活性炭。國外，飲用水凈化主要采用壓塊破碎活性炭。由于壓塊活性炭生產要求原料煤成型性能好，在國內暫無用無煙煤為原料制備的凈水專用的壓塊活性炭。

飲用水深度凈化活性炭的評價指標主要指碘值、亞甲藍吸附值、強度、對比重、漂浮率等，以確定活性炭吸附性能和物化性能的優劣。

發明內容

本發明的目的是提供一種凈水用活性炭及其制備方法。

本發明提供的一種凈水用活性炭的制備方法，包括如下步驟：

(1)無煙煤和焦煤進行混合并依次經破碎和制粉得到混合粉料；

(2)將所述混合粉料進行壓塊成型得壓塊料；

(3)所述壓塊料依次經炭化和活化即得所述活性炭。

由無煙煤制備的吸附材料以微孔為主，變質程度低的煤以中孔為主，通過配煤技術可以促進吸附材料的孔結構發育，促進微孔豐富的同時，中孔也較發達。上述方法中，無煙煤無黏結性，通過配入高黏結性的焦煤，提高了無煙煤的壓塊成型能力。

上述的制備方法中，所述無煙煤和所述焦煤的質量份數比可為(7-8)∶(1-3)，具體可為7∶2.5、7∶1或8∶2。

上述的制備方法中，所述混合粉料中質量含量為99％以上的可通過200目篩。

上述的制備方法中，步驟(2)中還可包括向所述混合粉料中加入添加劑的步驟，所述添加劑與所述無煙煤的質量份數比可為(0.3-0.8)∶(7-8)，具體可為0.3∶7、0.7∶7或0.5∶8。

上述的制備方法中，所述添加劑可為瀝青。

上述的制備方法中，所述壓塊成型的壓力可為20MPa-30MPa，具體可為20MPa、25MPa或30MPa，可利用高壓成型設備對所述混合粉料進行壓塊成型。

上述的制備方法中，步驟(3)中所述炭化終溫可為500℃-650℃，具體可為500℃、580℃或650℃；所述炭化的時間可為30min-90min，具體可為40min、60min或90min；所述炭化的升溫速率可為4℃/min-8℃/min，具體可為4℃/min、6℃/min或8℃/min。

上述的制備方法中，步驟(3)中所述活化的溫度可為700℃-950℃，具體可為700℃、800℃或950℃；所述活化的時間可為120min-200min，具體可為120min、170min或200min。

本發明提供了由上述方法制備的活性炭。