[發明專利]一種低灰壓塊煤質活性炭制備方法

有效

• 申請號: 202011256650.4
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112239206B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 劉斌;楊金杯;裴亮
• 申請（專利權）人: 江蘇浦士達環保科技股份有限公司
• 主分類號: C01B32/33
• 分類號: C01B32/33;C01B32/336
• 代理公司: 北京高航知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 李浩

本發明提供一種低灰壓塊煤質活性炭制備方法，屬于活性炭技術領域，所述制備方法包括以下步驟：將氧化烘干的不粘煤、和長焰煤按重量份數比例10:(1?3)混合，加入混合煤料重量1?3％的改性酚醛樹脂粘結劑，壓制成型，再依次進行高溫碳化熱解、干燥篩分、氣體活化后，以氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸氫鈉和六偏磷酸鈉的混合溶液為處理液進行熱浸后處理制得；所述低灰壓塊煤質活性炭具有低的灰分含量和高的機械性能，同時可以最大程度地保留活性炭的微孔結構，可滿足工業應用的要求。

技術領域

本發明涉及活性炭技術領域，具體涉及一種低灰壓塊煤質活性炭制備方法。

背景技術

活性炭是由含碳為主的物質作原料，經高溫炭化和活化制得的疏水性吸附劑。活性炭含有大量微孔，具有巨大的比表面積，能有效地去除色度、臭味，可去除水體中的有機污染物和某些無機物，被廣泛應用于環境保護、化工等領域，因此，其需求量逐年增大。我國煤炭儲量豐富，可以有效利用其來制備煤質活性炭。根據原料不同，煤質活性炭又分為破碎活性炭、柱狀活性炭和壓塊活性炭等，其中壓塊活性炭漂浮率低、吸附性能好，適用于水處理等液相領域。

壓塊活性炭的成型性和成孔性較好，但是灰分含量較高，對生產原料煤要求也較高，需要低的灰分含量以及合適的粘結性，其中，弱粘煤由于粘結性適當，可以制備出吸附指標滿足要求的壓塊活性炭，但是這種弱粘煤的儲量非常有限。

強度是壓塊活性炭性能的重要指標，煤炭高強度成型也是制備高強度活性炭的基礎，因此大多數煤粉成型技術仍需要添加煤瀝青等各種粘結劑，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；現有技術還出現了無粘結劑的煤基活性炭，然而為了不外加粘結劑，其煤粉原料中不得不加入大量的弱粘結性煤和粘結性較強的肥煤，而由于大量粘結性煤的加入，需要在炭化過程中緩慢地增溫以防止顆粒在炭化過程中發泡，并且需要很長的活化時間以使得到的活性炭具有足夠大的表面積。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種低灰壓塊煤質活性炭制備方法。

本發明的目的采用以下技術方案來實現：

一種低灰壓塊煤質活性炭制備方法，包括以下步驟：

S1、煤料前處理

將不粘煤、長焰煤的原料煤以熱空氣進行烘干，同時進行微氧化，所述熱空氣溫度在120-160℃，熱處理時間為30-50min，待冷卻后再分別進行粉磨，其中，所述不粘煤和長焰煤的揮發分含量在25-35wt.％，所述不粘煤的粘結指數在0.8-2.6，其粉磨粒度為300-400目，所述長焰煤的粉磨粒度為400-600目；

S2、煤料配料成型

將所述不粘煤和長焰煤按重量份數比例10：(1-3)混合，機械攪拌或空氣攪拌至勻；加入混合煤料重量1-3％的改性酚醛樹脂粘結劑，再次攪拌至勻，得到混合料A；將所述混合料A加入至成型設備中，壓出成型料后，進入篩分機，成型料篩出的粉塵與磨粉后的原料重新再成型；

S3、碳化處理

在氮氣或氬氣保護氣氛下，將成型后的成型料升溫至600-700℃并保溫熱解3h，升溫速率2℃/min，得到煅燒產物A，將制得的所述煅燒產物A加入到鹽酸溶液中浸泡去除多余雜質，以去離子水洗滌，得到碳化產物，所述碳化產物的揮發分在3-8％，強度大于94％；

S4、活化處理

將所述碳化產物送入干燥設備烘干至水分含量小于4％，烘干后的碳化產物經篩分，粒徑在2-8mm的碳化產物進入活化段；所述活化段采用氣體活化法進行活化，活化溫度900℃，活化爐壓100Pa，活化時間30-72h，得到活化產物，所述活化產物燒失率在45-55％；

S5、后處理