[發明專利]一種利用煤制備中孔發達的活性炭的方法

在審

• 申請號: 201710082798.2
• 申請日: 2017-02-16
• 公開（公告）號: CN108439399A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 王福平;王成;王剛;吳憲平;申明祺;郭曉莉;龐旖旎;徐晶晶;王瑞;周志超;侯偉
• 申請（專利權）人: 神華集團有限責任公司;神華新疆能源有限責任公司
• 主分類號: C01B32/33
• 分類號: C01B32/33;C01B32/348;C01B32/384
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 崔華

本發明公開了一種利用煤制備中孔發達的活性炭的方法，包括：以弱粘煤和氣煤為原料進行配煤并粉碎以得到原料煤；將所述原料煤壓塊成型、造粒，得到煤顆粒；對所述煤顆粒進行氧化處理、炭化處理，得到炭化料；利用硝酸鹽溶液浸漬所述炭化料，將得到的浸漬炭化料烘干后進行活化處理，以制得活性炭。本發明利用一定量的弱粘煤和氣煤配煤制備活性炭，很好地結合了上述原料的性質以及相互之間的配合作用，與傳統的煤基壓塊活性炭相比，在浸漬硝酸鹽的作用下，可以有效提升活性炭產品的中孔率，解決了傳統煤基壓塊活性炭生產中在全部以煤作為原料時普遍存在的中孔率較低的問題。

技術領域

本發明屬于煤基活性炭制備領域，特別涉及一種利用煤制備中孔發達的活性炭的方法。

背景技術

由于活性炭具有高度發達的孔隙結構和極大的比表面積，其應用范圍從用于食品和醫藥的脫色與除味、防毒面具，發展到大規模用于溶劑精制與回收、水深度處理、煙氣凈化、血液凈化等，對活性炭的吸附性能提出了新的、更高的要求。

活性炭按照形態來分，包括成型活性炭和粉狀活性炭，其中粉狀活性炭相比于成型活性炭具備較大的吸附性(碘值和/或亞甲藍值)，但是由于其粉狀形態，限制了應用領域。

中國煤炭資源豐富，產量大，來源可靠，煤基壓塊活性炭(成型活性炭)的產量逐年增加，然而，常規工藝生產的煤基壓塊活性炭通常微孔發達，常用于吸附一些小分子和液體，隨著全球經濟的快速發展，原水中有機污染物成分更加多變和復雜，而且都屬于大分子，對人的危害越來越嚴重，迫切需要中孔發達的活性炭進行處理。因此，如果能全部以煤為原料制備適合于水處理的中孔發達的煤基壓塊活性炭，意義重大。CN105217625A公開了一種以弱粘煤為主煤，與無煙煤和/褐煤進行配煤并在大約200Mpa的成型壓力下制備煤基壓塊活性炭的方法，該方法全部以煤炭為原料制備活性炭，然而其活性炭大分子物質的吸附性能較差。

傳統制備中孔活性炭的方法主要有模版法、界面活化法等，這些方法一般所需原料昂貴，且不利于大規模生產。CN1121978C公開了一種中孔發達的活性炭的制備方法，通過在碳質凝膠中加入鐵、鈷、鎳的硝酸鹽、硫酸鹽或鹽酸鹽，然后干燥、粉碎后經炭化、活化制備中孔活性炭，其原料成本高并且不適于大規模生產。

另外，為了擴大活性炭的孔徑，還可以通過在活化時增加燒失率(活化過程中炭材料質量減少的百分數)來達到，但同時也導致活性炭的機械強度變差。CN1152546A介紹了一種以煤為原料制備中孔發達的活性炭的方法，是將無煙煤、肥煤和磺化煤按比例混合后破碎、磨粉，將磨好的煤粉與高溫煤焦油和紙漿液混合均勻，經壓縮成型、炭化和活化工序制得成品。該方法由于需要額外使用粘結劑，不僅增加成本，而且制成的型煤需要進行晾曬或加熱烘烤，降低生產效率；此外由于常用的煤瀝青、煤焦油等粘結劑在加熱后會融化和揮發，使得最終產品的強度也不高，而且在活性炭生產中，煤瀝青等的殘留物還會堵塞活性炭的孔隙，不利于提高活性炭的品質。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用煤制備中孔發達的活性炭的方法，以解決現有技術中以煤為原料制備的煤基壓塊活性炭的中孔率較低的問題。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種利用煤制備中孔發達的活性炭的方法，包括如下步驟：

a、以弱粘煤和氣煤為原料進行配煤并粉碎以得到原料煤，其中，以所述原料煤的總重量計，所述弱粘煤的用量為50wt％-60wt％，氣煤的用量為40wt％-50wt％；

b、將所述原料煤壓塊成型、造粒，得到煤顆粒；

c、對所述煤顆粒進行氧化處理、炭化處理，得到炭化料；

d、利用硝酸鹽溶液浸漬所述炭化料，將得到的浸漬炭化料烘干后進行活化處理，以制得活性炭。