[發明專利]一種采用蘭炭制備燒結煙氣脫硫脫硝用活性焦的方法

在審

• 申請號: 201710072133.3
• 申請日: 2017-02-08
• 公開（公告）號: CN106698423A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 王廣偉;李燕江;張建良;劉征健;王海洋;柴軼凡;宋騰飛
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C01B32/33
• 分類號: C01B32/33;C01B32/336
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司11237
• 代理人: 張仲波

技術領域

本發明涉及高爐煉鐵燒結生產節能減排技術領域，特別是涉及一種采用居民煤氣工程副產品之一的過剩工業蘭炭為原料，制備燒結煙氣脫硫脫硝用吸附劑活性焦的方法。

技術背景

燒結煙氣是鋼鐵企業大氣污染物排放的主要來源，主要包含二氧化硫、氮氧化物、顆粒物、二噁英、重金屬(鉛、砷、鎘、鉻、汞等)、氟化物和揮發性有機物(VOCs)等多種污染物，其中前五種污染物對環境的影響最為突出，尤其是二氧化硫和氮氧化物，二者是霧霾主要成分PM2.5形成的重要前體物。《鋼鐵燒結、球團工業大氣污染物排放標準》(GB28662-2012)等一系列鋼鐵行業新排放標準從2012年10月1日正式實施，并于2015年1月1日起實行最新的排放標準。因此，在新的環保要求下，燒結煙氣污染物的控制已經不再是簡單的除塵脫硫，而是需要在單一污染物的治理基礎上，考慮多污染物的協同控制，從而實現所有污染因子達標排放。那么，開發新型高效的污染物凈化脫除技術就成為現階段亟需解決的問題。

活性炭吸附法(干法)煙氣凈化技術經過40多年的研究和改進，在日本、韓國、澳大利亞及中國多家大型鋼鐵燒結煙氣處理項目中得到成功應用，被證明是一種適用于燒結煙氣多污染物協同治理，并能同時實現廢物資源化利用的先進技術。但此方法生產活性炭過程工藝較為復雜，成本較大，不利于我國當前鋼鐵產能過剩形勢下的推廣應用。如日本三井礦業公司把煤經過低溫干餾(預碳化)形成半焦，細磨后與粘結劑混合經過壓塊、再碳化、活化制得活性炭，直接用煤為原料進行低溫干餾，整套工藝復雜，成本較高。專利CN1200876C公開的燒結煙氣脫硫脫硝用活性炭的生產方法，以焦煤與煙煤為原料配比后生產活性炭，我國焦煤資源稀缺，故此種方法生產的活性炭成本較高，同時堆比重也較小。專利CN1903717A以褐煤與焦煤為原料，通過原煤破碎、配比、再研磨、與粘結劑混合均勻、碳化、活化獲得活性焦，此方法原料使用了價格低廉的褐煤，但是焦煤按重量百分比計最多用到了30％，成本依然較高，同時工藝過程相對復雜。專利CN102728322公開的一種用于煙氣中二噁英吸附的活性焦及其制備方法，只解決了冶金廢氣二噁英的問題，脫硫脫硝需另設裝置。專利CN201210462982.7公開的一種同時脫硫脫硝催化劑，需要將燒結煙氣加熱到300～500℃才能實現脫硝，同時高溫下脫硫效率偏低，能耗高，經濟性差。

活性焦是一種多孔含碳物質，屬于活性炭類吸附劑。活性焦具有吸附性能、催化性能，且可很方便的再生，克服了活性炭價格昂貴、機械強度低、易粉碎的缺點。我國西部地區蘊藏著大量的長焰煤及不粘煤，其居民煤氣工程大多采用豎爐造氣，副產大量蘭炭。而蘭炭作為新興煤炭深加工行業的原料，相關綜合利用技術尚未成熟完善，國內外還未有可參照的技術標準，導致一部分蘭炭資源過剩，常年堆積在河邊造成環境污染。如果能用廉價的過剩工業蘭炭制備燒結煙氣脫硫脫硝用活性焦，不僅可以解決蘭炭堆積的污染問題，還可以低成本的生產活性焦用于燒結煙氣多種污染物協同處理。對鋼鐵企業的節能減排具有重要的指導意義。

發明內容

本發明針對蘭炭的資源特點和當前鋼鐵行業的環保壓力，目的在于發明一種采用居民煤氣工程副產品之一的過剩工業蘭炭為原料，制備燒結煙氣脫硫脫硝用吸附劑-活性焦的方法。蘭炭經過磨粉、配比、成型、炭化、活化等一系列工序得到滿足燒結煙氣脫硫脫硝性能(條件)的柱狀活性焦，該活性焦能夠協同處理燒結煙氣多種污染物，從而為國產化活性焦技術治理燒結煙氣提供支撐。

一種采用蘭炭制備燒結煙氣脫硫脫硝用活性焦的方法，其特征在于：

包括以下步驟：

1、干燥：首先將選定的＜5mm粒級的蘭炭按照煤中空干基水分的測定方法(GB/T212-2008)于(105～110)℃下干燥2～6小時直到樣品質量恒定，目的是去除蘭炭的吸附水為后續細磨制樣做準備。

2、料條制備：用球磨機將干燥后的蘭炭樣品研磨至0.074mm以下。在研磨好的原料中配入30％的高溫煤焦油充分攪拌、捏合后，在模具上壓制成直徑為8～10mm，長度為13～15mm料條，目的是使成品活性焦具有較高的耐壓強度及豐富的孔隙結構，為保證實驗過程中所用焦油質量的均勻性，應首先將焦油加熱至60±2℃，并充分搖蕩后再使用，混捏過程是在60±2℃的恒溫水浴中進行。

3、料條干燥：將壓制好的料條在(105～115)℃下經充分干燥后備用(≥6小時)。

4、炭化：先將一定量(≥5g)的成型料條裝入中溫管式爐中，在N₂的保護作用下，升溫至設定的溫度進行炭化。