[發明專利]一種提高煤質活性炭生產效率的制備方法

有效

• 申請號: 202111145234.1
• 申請日: 2021-09-28
• 公開（公告）號: CN113735118B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 徐迎節;朱長勇;李學振;高靜;方媛;周亞北
• 申請（專利權）人: 國家能源集團寧夏煤業有限責任公司
• 主分類號: C01B32/336
• 分類號: C01B32/336;C01B32/318;C01B32/324;C01B32/33
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 耿蕾

本發明提供了一種提高煤質活性炭生產效率的制備方法，包括以下步驟：1)將煤粉原料、添加劑、煤焦油及水混合，攪拌均勻后壓制為成型條，自然干燥；2)將經所述步驟1)得到的成型條置于炭化爐內，從300℃±100℃勻速升溫至600℃±100℃，炭化30±20min，出爐冷卻；3)將經步驟2)處理后的炭化料置于活化爐內，在活化爐內通入活化劑進行物理法活化，活化爐內溫度為900℃±60℃，冷卻得到活性炭。本發明方法通過炭化預造孔和活化深度造孔兩步法實現活性炭預期技術指標，大幅縮短了活化劑進入炭粒內部的時間，提高生產效率。炭粒內部和表面同時造孔，避免了活化劑在緩慢滲透進入炭粒內部之前對炭粒表面的過度燒蝕，降低物料損耗，提高了產出比。

技術領域

本發明屬于活性炭制備的技術領域，特別涉及一種提高煤質活性炭生產效率的制備方法。

背景技術

現有煤質活性炭生產技術中，主要工序一般包括以煤粉和煤焦油為原料進行混捏成型，經過炭化和活化，制備成活性炭產品。

活性炭是含碳的物質經過炭化和活化制成的多孔性人造炭質吸附劑，它具有發達的孔隙結構和巨大的比表面積。簡單的說，活性炭是一種類海綿體的多孔炭材料。煤質活性炭的生產原料一般都是煤，作為碳源，為了制備成有型的柱狀或球狀顆粒，采用煤焦油(或煤瀝青)作為粘結劑。原料煤和煤焦油(或煤瀝青)的化學性質是固有的，因此，650℃炭化后的物料，幾乎沒有孔隙，920℃左右活化時，才開始造孔，由此，活化劑(水、二氧化碳、氧氣等)從炭粒外表面逐步向內滲透，表面的碳被活化劑腐蝕后，形成空缺，再逐步向炭粒內部形成孔道，向內形成孔道的同時，炭粒表面暴露在活化劑氛圍中，只要碳與活化劑接觸，就發生化學反應，碳被消耗掉，形成碳氧化合物溢出，因此，在炭粒內部造孔未達到預期效果之前，炭粒表面的碳和活化劑保持著化學反應，碳被不停的燒失，物料消耗較大，產出比較低，生產效率較低。

例如CN202110351745.2公開了一種氮氣/甲烷分離用煤基活性炭的制備方法及制得的活性炭，所述制備方法包括以無煙煤為原料并粉碎；將粉碎所得煤粉與粘結劑、活化催化劑和水混合均勻，得到混合物；將所得混合物經加壓成型，并將成型條自然晾曬使其固化；將固化好的成型條放入炭化爐內，在隔絕空氣的條件下使其炭化；將所得炭化料放入活化爐中，采用二氧化碳氣體作為活化劑進行活化，以得到所述氮氣/甲烷分離用煤基活性炭。其是在炭化工段隔絕空氣，不會發生氧化還原反應，碳不被燒蝕，也就不會產生新的孔隙，僅在活化工段造孔，生產同等吸附指標的活性炭需要更長的時間，碳燒蝕更嚴重，生產效率較低，產出比較低。并且由于其是在隔絕空氣的條件下使其炭化，環境要求較高，難以實現規模化工業生產。

發明內容

本發明的目的在于提供一種提高煤質活性炭生產效率的制備方法。

為實現上述發明目的，本發明提供如下技術方案：

一種提高煤質活性炭生產效率的制備方法，包括以下步驟：

1)將煤粉原料、添加劑、煤焦油及水混合，攪拌均勻后壓制為成型條，自然干燥；

2)將經所述步驟1)得到的成型條置于炭化爐內，從200℃-400℃開始勻速升溫至500℃-700℃，炭化10-50min，出爐冷卻，得到炭化料；

3)將經步驟2)得到的炭化料置于活化爐內，在活化爐內通入活化劑進行物理法活化，活化爐內溫度為840℃-960℃，冷卻得到活性炭。

根據本發明的方法，所述步驟1)中，煤粉原料為：將煤破碎制成煤粉，200網目通過率≥80％，優選90％，以此作為煤粉原料。

根據本發明的方法，所述步驟1)中，煤粉原料、添加劑、煤焦油及水按質量比1：(0.0001-1.0)：(0.0001-0.8):(0.0001-1.0)混合；生產直徑4mm或4.8mm活性炭時，優選比例1:0.05:0.2:0.15，其中，煤焦油作為粘結劑，水作為潤滑劑。