[發(fā)明專利]一種深度凈化飲用水的活性炭及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110283532.7
• 申請(qǐng)日: 2011-09-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102432005A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鵬;梁大明;孫仲超;吳濤;李艷芳;傅翔;熊銀武;董衛(wèi)果;文芳;李蘭廷;李雪飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 煤炭科學(xué)研究總院
• 主分類號(hào): C01B31/08
• 分類號(hào): C01B31/08;B01J20/20;C02F1/28
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種活性炭及其制備方法，特別涉及一種深度凈化飲用水的活性炭及其制備方法。

背景技術(shù)

我國(guó)是目前世界上最貧水的13個(gè)國(guó)家之一，據(jù)經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織最新公布的《中國(guó)環(huán)境績(jī)效評(píng)估》報(bào)告，目前流經(jīng)中國(guó)城市的超過(guò)75％的水體不適合飲用，30％以上的檢測(cè)河流水質(zhì)屬于劣V類。隨著工業(yè)發(fā)展，城市生活飲用水水源受污染程度日益加劇，同時(shí)隨著生活水平的提高，人們對(duì)飲用水質(zhì)的要求以及飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格。

活性炭由于具有巨大的比表面積及發(fā)達(dá)的空隙結(jié)構(gòu)，因此對(duì)水中溶解態(tài)有機(jī)物如酚類化合物等具有較強(qiáng)的吸附能力，適用于飲用水深度凈化。

國(guó)內(nèi)尚無(wú)用于飲用水深度凈化的專用活性炭。而市場(chǎng)采用的活性炭產(chǎn)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(chǎn)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(dá)到生活飲用水凈化處理用活性炭的標(biāo)準(zhǔn)。

國(guó)內(nèi)制備柱狀活性炭通常采用的工序是：1、磨粉，將原料煤經(jīng)磨粉機(jī)進(jìn)行磨粉；2、壓條成型，將煤粉、煤焦油(粘結(jié)劑)和少量水?dāng)嚢琛⒒旌稀簵l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(jìn)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(kāi)號(hào)GK87100558)

生產(chǎn)柱狀活性炭存在以下問(wèn)題：1、生產(chǎn)工藝復(fù)雜，破碎得率低，生產(chǎn)成本相對(duì)高昂；2、由于必須使用煤焦油等作為黏結(jié)劑，因此也使得煤焦油資源不能有效利用，生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境影響大。

國(guó)內(nèi)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(chǎn)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?qū)⑻炕褵蟮拿哼M(jìn)行活化。(專利號(hào)：ZL97111096.4)(一種用無(wú)煙煤制造的不定型顆粒活性炭及其制造方法)。該方法生產(chǎn)的原煤直接破碎活性炭存在堆比重輕、機(jī)械強(qiáng)度低等缺點(diǎn)。

以上兩種方法制備的活性炭，用于飲用水深度凈化，很難在較長(zhǎng)使用壽命的的條件下，提供達(dá)標(biāo)的飲用水。國(guó)內(nèi)尚未有飲用水深度凈化專用活性炭，國(guó)外，飲用水凈化主要采用壓塊破碎活性炭。

飲用水深度凈化活性炭的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要指碘值、亞甲藍(lán)吸附值、強(qiáng)度、對(duì)比重、漂浮率等，以確定活性炭吸附性能和物化性能的優(yōu)劣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種深度凈水用活性炭及其制備方法。

本發(fā)明提供的一種深度凈水用活性炭的制備方法，包括如下步驟：

(1)弱粘煤經(jīng)破碎和磨粉后與添加劑混合得混合料；所述混合料經(jīng)壓塊成型得壓塊料；所述添加劑選自NaOH、KOH、NaNO₃、KCl和KNO₃中至少兩種；

(2)將所述壓塊料進(jìn)行炭化得炭化產(chǎn)物；

(3)所述炭化產(chǎn)物經(jīng)活化后即得所述活性炭。

本發(fā)明提供的制備方法通過(guò)加入所述添加劑，在活化過(guò)程中可促進(jìn)孔的發(fā)育，使活性炭產(chǎn)品中的孔結(jié)構(gòu)可以更有效的吸附水中的有機(jī)物分子。

上述的制備方法中，所述添加劑與所述弱粘煤的質(zhì)量份數(shù)比可為(0-1.5)∶100，但所述添加劑的量不為零，具體可為0.1∶100、0.15∶100或1.05∶100。

上述的制備方法中，步驟(1)中所述壓塊成型的壓力可為20MPa-50MPa，具體可為20MPa、30MPa或50MPa。

上述的制備方法中，步驟(2)中所述炭化終溫可為550℃-650℃，具體可為550℃、600℃或650℃；所述炭化的時(shí)間可為2小時(shí)-5小時(shí)，具體可為2小時(shí)、3小時(shí)或5小時(shí)，所述炭化的升溫速率可為4℃/min-10℃/min，具體可為4℃/min、6℃/min或10℃/min。

上述的制備方法中，步驟(3)中所述活化的溫度可為800℃-950℃，具體可為850℃、900℃或950℃；所述活化的時(shí)間可為4小時(shí)-8小時(shí)，具體可為4小時(shí)、6小時(shí)或8小時(shí)；步驟(3)中所述活化可在多膛爐中進(jìn)行。

本發(fā)明還提供了由上述方法制備的活性炭。

本發(fā)明提供的制備方法的工藝流程簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低，并且制備出的壓塊活性炭產(chǎn)品具有得率高、機(jī)械強(qiáng)度高、吸附性能好等優(yōu)點(diǎn)，非常適用于飲用水深度凈化；

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)制備方法：本發(fā)明通過(guò)將定量添加劑加入原料煤粉中，通過(guò)壓塊成型、炭化、活化等過(guò)程制得，工藝易于實(shí)現(xiàn)，運(yùn)行成本較柱狀性活性炭生產(chǎn)工藝低，適合大規(guī)模生產(chǎn)。