一種壓塊活性炭的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤化工領(lǐng)域，特別是活性炭的制備方法，具體是一種壓塊活性炭的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]活性炭是由含碳為主的物質(zhì)作原料，經(jīng)高溫炭化和活化制得的疏水性吸附劑?；钚蕴亢写罅课⒖祝哂芯薮蟮谋缺砻娣e，能有效地去除色度、臭味，可去除水體中的有機(jī)污染物和某些無機(jī)物，被廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)、化工等領(lǐng)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(zhì)活性炭。根據(jù)原料不同，煤質(zhì)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(lǐng)域。
[0003]無煙煤加焦油成型柱狀活性炭，因其用原料與產(chǎn)品與壓塊活性炭有很大不同，且其成本高，炭化時對環(huán)境影響大。原煙破碎炭，這種活性炭為低檔次活性炭，成本低，且產(chǎn)品質(zhì)量因漂浮率大，且不能調(diào)整孔隙結(jié)構(gòu)，因此其使用范圍受到限制，并且對煤質(zhì)要求苛刻。
[0004]壓塊活性炭低灰、成型好、成孔性好，并有一定的粘合性，而且強(qiáng)度都在90以上，但是對于生產(chǎn)原料煤要求較高。強(qiáng)度是壓塊活性炭性能的重要指標(biāo)，弱粘煤粘結(jié)性適當(dāng)，可以制備出吸附指標(biāo)滿足要求的壓塊活性炭，但是這種弱粘煤的儲量非常有限；煤儲量雖然相對較大的煤化程度低，制造的壓塊活性炭成品的強(qiáng)度難以滿足市場需求。生產(chǎn)壓塊活性炭的原料煤需要在煉焦煤中去尋找，而我國煉焦煤由于灰分高，且洗選性差，很難滿足壓塊活性炭的生產(chǎn)要求，目前，現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的壓塊活性炭產(chǎn)品還存在生產(chǎn)成本高、性能不穩(wěn)定等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種壓塊活性炭的制備方法，本方法的優(yōu)點(diǎn)，在于投資少，產(chǎn)量大，環(huán)保效果好，成本低，綜合能耗低。產(chǎn)品具有堆積比重輕，大孔、中孔、小孔均發(fā)達(dá)，吸附速度快的特點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明的目的通過以下方案予以實(shí)現(xiàn):
[0007]一種壓塊活性炭的制備方法，其工藝過程依次為:
[0008](I)煤料的氧化和烘干:將洗選后的原料煤送入烘干爐中進(jìn)行氧化和烘干；
[0009](2)配料:煤料和粘結(jié)劑送入混料設(shè)備中進(jìn)行混合，兩者的質(zhì)量配比為90?99:1 ?10 ;
[0010](3)磨粉:將混合后的原料送入磨粉設(shè)備中進(jìn)行磨粉，經(jīng)磨粉工段后的煤細(xì)度< 350目，通過率> 90% ；
[0011](4)成型:將磨粉后的原料送入成型設(shè)備中進(jìn)行成型，壓出成料后，進(jìn)入篩分機(jī)，成型料篩出的粉塵與磨粉后的原料重新再成型；
[0012](5)炭化:將成型料送入炭化爐進(jìn)行炭化；
[0013](6)炭化料干燥:炭化料送入回轉(zhuǎn)干燥設(shè)備烘干，烘干后的炭化料經(jīng)篩分，2?8_的炭化料轉(zhuǎn)入活化工段；
[0014](7)活化:炭化料由爐頂送入活化爐，采用氣體活化法進(jìn)行活化，活化料從爐底排出；
[0015](8)活化料篩分:采用兩級破碎對活化料進(jìn)行篩分；
[0016](9)酸洗:對活化料成品進(jìn)行酸洗，然后用清水漂洗；
[0017](10)酸洗料烘干:采用烘干設(shè)備對酸洗后的產(chǎn)品進(jìn)行多遍烘干；
[0018]上述煤料是長焰煤，Ad> 4%，V d:36?37% ;
[0019]上述氧化和烘干工段中，烘干機(jī)入口氣體溫度> 600°C，烘干機(jī)出口氣體溫度<900C，煤料入烘干機(jī)水分15?20 %，出烘干機(jī)時水分2?9 %。上述配料工段，粘結(jié)劑是瀝青；
[0020]上述成型工段成型壓力24?25Mpa、成型壓縮比2?2.5、成型料的粒度為8?50mm ；
[0021]上述炭化工段，炭化裝置是立式內(nèi)熱式炭化爐，炭化溫度600?700°C，炭化料揮發(fā)分3?8 %，炭化料強(qiáng)度> 94 % ;
[0022]上述炭化烘干篩分工段，炭化料水分< 10%，炭化料粒度2?8mm ；
[0023]上述活化工段，活化爐選用斯列普爐，活化溫度900±50°C、活化爐壓80?120Pa、活化時間30?72小時；
[0024]上述酸洗工段，酸洗液是鹽酸，溫度控制在80?90°C，時間3?4小時，酸洗后水洗3?4遍，pH值6?7 ；
[0025]上述酸洗料烘干工段后的壓塊活性，炭灰份達(dá)到彡9%，水份氺5%, I2> 950mg/g，亞甲藍(lán)的彡200mg/g，強(qiáng)度> 90%，粒度8X30目或12X40目。
[0026]本發(fā)明的有益效果:
[0027](I)先氧化烘干后磨粉成型，可以提高磨粉產(chǎn)量，即提高成型料產(chǎn)量，從而降低成型工段成本。
[0028](2)現(xiàn)有工藝炭化爐通常選用的是外熱式回轉(zhuǎn)窯做為炭化裝置，炭化過程中所產(chǎn)生的煤氣和焦油不做回收，直接焚燒產(chǎn)生蒸汽發(fā)電，并且外熱源為天然氣。本發(fā)明采用的炭化爐為立式內(nèi)熱式炭化爐，即可無干餾煙氣溢出，保護(hù)環(huán)境，炭化產(chǎn)生的煤氣和焦油進(jìn)行回收，焦油可做為商品外售，煤氣不僅供立式爐自身加熱，還剩余約50%的煤氣，可以供其它用戶使用或用于發(fā)電，不用外加天然氣等熱源，大大節(jié)省成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
[0029](3)現(xiàn)有工藝活化工段通常選用耙式爐，活化時亦需要外加天然氣，以保證爐溫，本發(fā)明活化設(shè)備選用常規(guī)斯列普活化爐，活化效率提高，配尾氣焚燒余熱鍋爐，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽夠活化爐自身活化用汽，不需要外加天然氣保溫，因此具有較大的成本優(yōu)勢，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下通過實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明:
[0031]實(shí)施例1:
[0032](I)煤料的氧化與烘干:
[0033]稱取洗選后的長焰煤990Kg，Ad:4%，Vd:36%。送入回轉(zhuǎn)烘干機(jī)，經(jīng)傳質(zhì)傳熱后由回轉(zhuǎn)烘干機(jī)排入烘干料刮板輸送機(jī)，經(jīng)過斗式提升機(jī)送入干燥煤料倉備用。烘干采用炭化煤氣加熱，經(jīng)過燃燒爐，并配空氣以調(diào)節(jié)溫度，進(jìn)入回轉(zhuǎn)烘干爐，在爐內(nèi)與原料煤接觸，并進(jìn)行氧化烘干，烘干后的尾氣由回轉(zhuǎn)烘干機(jī)排出后，再經(jīng)過風(fēng)機(jī)排入煙囪排放，烘干機(jī)入口氣體溫度> 600°C，烘干機(jī)出口氣體溫度〈90°C，煤料入烘干機(jī)水分15%，出烘干機(jī)時水分
[0034](2)配料工段:
[0035]取步驟⑴干燥好的煤料，經(jīng)過定量螺旋給料機(jī)進(jìn)入刮板機(jī)，稱取1Kg瀝青經(jīng)過定量螺旋給料機(jī)送入刮板機(jī)，物料在刮板機(jī)中充分混合。
[0036](3)磨粉工段:
[0037]將步驟(2)中得到原料通過振動給料機(jī)送入雷蒙磨，雷蒙磨風(fēng)機(jī)將磨好的煤，經(jīng)過分析機(jī)控制< 350目且通過率達(dá)到90%，風(fēng)送到旋風(fēng)捕集器，分離出的煤粉后的風(fēng)回到風(fēng)機(jī)再送入磨中循環(huán)使用，富余風(fēng)經(jīng)風(fēng)機(jī)正壓排風(fēng)口排出，再經(jīng)布袋除塵器后排放。
[0038](4)成型工段:
[0039]將粉磨后的物料送入對輥成型機(jī)，對輥成型機(jī)成型壓縮比為2.0，壓力達(dá)為24Mpa，壓出成型料后，由成型料刮板機(jī)刮入篩分機(jī)，篩分成品后由皮帶輸送到成型料冷卻機(jī)，成型料的粒度為8?50mmo
[0040]成型料篩出粉料經(jīng)螺旋輸送機(jī)回送到斗式提升機(jī)，經(jīng)過臨時儲存?zhèn)}回到煤粉刮板機(jī)，與磨后煤粉一起回到成型大料倉重新再成型。成型料篩分時的粉塵經(jīng)過布袋除塵器后排出，除塵下的煤粉回到成型系統(tǒng)重新成型。
[0041](5)炭化系統(tǒng):
[0042]將步驟(4)中得到的成型料送入直立式炭化爐，炭化爐用自身所產(chǎn)煤氣和空氣加熱，炭化溫度600?700°C，Ad〈5%，炭化料揮發(fā)分7%，炭化料強(qiáng)度> 95%，經(jīng)離心脫水后送入炭化料料倉以備烘干。
[0043](6)炭化料干燥整粒系統(tǒng):
[0044]炭化脫水料送入回轉(zhuǎn)干燥機(jī)烘干，經(jīng)一次篩分后大顆粒料進(jìn)入破碎機(jī)，破碎后的物料再篩分，最終得到合格的2?8mm炭化料轉(zhuǎn)入活化工段，炭化料水分< 10%。
[0045](7)活化工段:
[0046]炭化料由活化爐頂加入，爐底排出，活化系統(tǒng)選用氣體活化法，活化尾氣用廢氣焚燒爐、廢熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，蒸汽進(jìn)入活化爐活化炭化料，換熱后的尾氣排放，活化溫度900±50°C、活化爐壓80?120Pa、活化時間50小時。
[0047](8)活化料破碎篩分工段:
[0048]對活化料進(jìn)行破碎篩分，采用兩級破碎，破碎機(jī)分為粗破碎與細(xì)破碎篩子，選用旋振篩，提升機(jī)選用無損耗提升設(shè)備。
[0049](9)酸洗工段:
[0050]對篩分后的活化料進(jìn)行酸洗，酸液一般選用鹽酸，酸洗溫度控制在80?90°C，酸洗時間控制在3?4個小時，酸洗后再進(jìn)行3?4遍清水漂洗，控制炭的PH值在6?7，然后進(jìn)入成品烘干工段。
[0051](10)酸洗料烘干工段:
[0052]采用回轉(zhuǎn)窯煤氣燃燒后與酸洗后的活性炭逆流換熱，多遍烘干，烘干后的活性炭指標(biāo):灰份:9%，水份:5%，I2:970mg/g，亞甲藍(lán):200mg/g，強(qiáng)度:94%，粒度:8X30目或12X40 目。
[0053]實(shí)施例2:
[0054](I)煤料的氧化與烘干:
[0055]稱取洗選后的長焰煤950Kg，Ad:4%，Vd:36%。送入回轉(zhuǎn)烘干機(jī)，經(jīng)傳質(zhì)傳熱后由回轉(zhuǎn)烘干機(jī)排入烘干料刮板輸送機(jī)，經(jīng)過斗式提升機(jī)送入干燥煤料倉備用。烘干采用炭化煤氣加熱，經(jīng)過燃燒爐，并配空氣以調(diào)節(jié)溫度，進(jìn)入回轉(zhuǎn)烘干爐，在爐內(nèi)與原料煤接觸，并進(jìn)行氧化烘干，烘干后的尾氣由回轉(zhuǎn)烘干機(jī)排出后，再經(jīng)過風(fēng)機(jī)排入煙囪排放，烘干機(jī)入口氣體溫度> 600°C，烘干機(jī)出口氣體溫度〈90°C，煤料入烘干機(jī)水分15%，出烘干機(jī)時水分
[0056](2)配料工段:
[0057]取步驟⑴干燥好的煤料，經(jīng)過定量螺旋給料機(jī)進(jìn)入刮板機(jī)