本發(fā)明屬于化工制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種制備含有添加劑的高軟化點(diǎn)瀝青熔體的方法，還涉及一種制備上述熔體的裝置。

背景技術(shù)：

申請(qǐng)日為2004年1月9日、申請(qǐng)?zhí)枮?00410025815.1、授權(quán)公告日為2006年10月11日、授權(quán)公告號(hào)為CN1279141C、發(fā)明名稱為《熔體瀝青旋轉(zhuǎn)造粒噴盤》的發(fā)明專利公開(kāi)了一種瀝青熔體造粒的噴淋裝置及方法：液態(tài)的熔體瀝青經(jīng)該盤以液滴的形式拋出，其液滴在降落的過(guò)程中與冷媒換熱后自動(dòng)收縮冷卻成球形的固態(tài)顆粒，該專利已成功應(yīng)用在粒狀路用改性瀝青的工業(yè)造粒工藝中，可以滿足瀝青球形顆粒的工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)的需求，是一個(gè)成熟的球狀瀝青顆粒造粒工藝及裝置。

上述專利的造粒方法就是典型的熔體法。但該專利的前提要求是用于造粒的瀝青熔體必須具有一定的流動(dòng)性，這對(duì)于普通軟化點(diǎn)的瀝青原料來(lái)講是不成任何問(wèn)題的，而用于生產(chǎn)球形活性炭的瀝青，則對(duì)其軟化點(diǎn)有特殊的要求，即必須是軟化點(diǎn)高于220℃的高軟化點(diǎn)瀝青，由于這種瀝青的熔體粘度非常的大，無(wú)法滿足噴淋造粒的基本條件。故目前的瀝青基球形活性炭的造粒生產(chǎn)工藝就不能采用此方法而采用的是傳統(tǒng)的乳化法成粒技術(shù)，傳統(tǒng)的瀝青基球形活性炭的生產(chǎn)方法大致為如下步驟：

1.將高軟化點(diǎn)瀝青和添加劑以一定的比例在300℃以下混合均勻，制成共熔體，經(jīng)破碎、篩分后備用；

2.取篩分后一定體積規(guī)格的共熔體顆粒置于反應(yīng)釜中，加入乳化液，在特定溫度及壓力下，通過(guò)乳化法制得含添加劑的瀝青球；

3.再用溶劑抽提法脫除添加劑制得多孔瀝青球；

4.然后經(jīng)不熔化、炭化和活化處理后，得到產(chǎn)品。

已經(jīng)公開(kāi)的瀝青基球形活性炭的生產(chǎn)方法中所使用的添加劑均為芳香烴類小分子物質(zhì)，如苯、甲苯、萘、四氫萘、蒽等芳香化合物中的一種或幾種。這些芳香烴類小分子物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)普遍都很低，比如苯的沸點(diǎn)是80.10℃，甲苯的沸點(diǎn)是110.63℃，乙苯的沸點(diǎn)是136.19℃，鄰二甲苯沸點(diǎn)是144.42℃，間二甲苯沸點(diǎn)是139.10℃，對(duì)二甲苯沸點(diǎn)是138.35℃，萘的熔點(diǎn)是80.2℃、沸點(diǎn)是217.9℃，蒽熔點(diǎn)是215℃、沸點(diǎn)是340℃等。

上述的芳香烴類小分子物質(zhì)中，蒽的熔點(diǎn)是比較高的，但從綜合因素考慮，則多選用萘來(lái)作為添加劑的主要原料，這是基于在性價(jià)比方面萘的比值較高，同時(shí)在用特定的溶劑將萘從球形顆粒中提取出來(lái)的效果方面也要比蒽好許多。

添加劑的主要作用是造孔，當(dāng)瀝青球形顆粒成型后，再用正己烷等特定的溶劑將添加劑從球形顆粒中提取出來(lái)，此時(shí)的瀝青球體中就隨著添加劑的溢出而形成了無(wú)數(shù)通道，這些通道就是后面的不溶處理工藝時(shí)，氧化氣體進(jìn)入球體進(jìn)行交聯(lián)的必經(jīng)之路，同時(shí)也是瀝青球體中輕組分溢出的必經(jīng)之路，故添加劑在瀝青基球形活性炭的生產(chǎn)工藝中是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，不可或缺。

同時(shí)添加劑還有一個(gè)非常重要的功能，就是可以使瀝青熔體的粘度大大降低，即熔體的流動(dòng)性明顯的提高，而這一功能又正是熔體噴淋造粒工藝所期望和必需的，因此，開(kāi)發(fā)出一種既可以提高瀝青熔體的流動(dòng)性又不會(huì)損失添加劑含量的工業(yè)化生產(chǎn)裝置以及將該裝置與成熟的瀝青熔體噴淋造粒工藝裝置相結(jié)合，就可以走出實(shí)驗(yàn)室階段而將工業(yè)化生產(chǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

但是由于前面所述的添加劑的沸點(diǎn)都比較低，而高軟化點(diǎn)瀝青的熔體溫度又遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于添加劑的沸點(diǎn)溫度，故添加劑在高軟化點(diǎn)瀝青的熔體溫度下很快就會(huì)升華成為氣體了，也就是說(shuō)瀝青的粘度就又會(huì)隨著添加劑的升華損失而變大，因此目前的工藝只能在一個(gè)密閉的容器中才能完成含有添加劑的高軟化點(diǎn)瀝青的相變，一旦容器敞口泄壓后，添加劑就會(huì)立刻升華，故這一方式只能用于實(shí)驗(yàn)室階段的小容器小產(chǎn)量的試驗(yàn)性質(zhì)的作業(yè)，也就是說(shuō)國(guó)內(nèi)至今尚未找到可以連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)含有添加劑的高軟化點(diǎn)瀝青的熔體制備方法及裝置，目前國(guó)內(nèi)的瀝青基球形活性炭生產(chǎn)工藝的造粒仍停留在實(shí)驗(yàn)室階段，還不能完成工業(yè)化的連續(xù)生產(chǎn)。因此，開(kāi)發(fā)出一種可以連續(xù)化工業(yè)作業(yè)的高軟化點(diǎn)瀝青熔體制備的設(shè)備就有一定的實(shí)用意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種制備含有添加劑的高軟化點(diǎn)瀝青熔體的方法，解決了現(xiàn)有的瀝青基球形活性炭由于瀝青熔體溫度遠(yuǎn)大于添加劑沸點(diǎn)溫度而無(wú)法進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)的問(wèn)題。

本發(fā)明的目的還在于提供一種制備上述熔體的裝置。

本發(fā)明所采用的一種技術(shù)方案是：一種制備含有添加劑的高軟化點(diǎn)瀝青熔體的方法，包括以下步驟：

步驟一，將均為固態(tài)粉狀的高軟化點(diǎn)瀝青和添加劑混合均勻作為瀝青原料；

步驟二，將瀝青原料倒入進(jìn)料斗中，在螺旋推進(jìn)器旋轉(zhuǎn)過(guò)程中帶動(dòng)瀝青原料向出料口方向移動(dòng)，沿瀝青原料從進(jìn)料斗至出料口的方向上對(duì)其進(jìn)行逐步升溫加熱直至將瀝青原料變?yōu)橐合嗟娜垠w，然后從出料口流出進(jìn)入造粒工序，即完成制備含有添加劑的高軟化點(diǎn)瀝青熔體。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，

添加劑占瀝青原料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％-40％，且步驟一中添加劑為萘或者萘與蒽的混合物。

本發(fā)明所采用的另一種技術(shù)方案是：一種制備含有添加劑的高軟化點(diǎn)瀝青熔體的裝置，包括筒體及位于筒體兩端的進(jìn)料斗和出料口，筒體內(nèi)設(shè)置有螺旋推桿，還包括動(dòng)力組件，動(dòng)力組件驅(qū)動(dòng)螺旋推桿轉(zhuǎn)動(dòng)，筒體上沿進(jìn)料斗到出料口的方向上設(shè)置有多組可單獨(dú)調(diào)節(jié)加熱溫度的電加熱圈，每組電加熱圈都含有一個(gè)獨(dú)立的溫度設(shè)定及控制的溫控器。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，

多組電加熱圈沿進(jìn)料斗至出料口的方向其加熱溫度逐漸升高，且最靠近出料口的電加熱圈的加熱溫度不低于瀝青的熔化溫度。

每組電加熱圈均配套設(shè)置有一個(gè)溫度傳感器來(lái)獲取加熱溫度。

動(dòng)力組件包括依次相連的電機(jī)、減速機(jī)以及軸承，通過(guò)軸承連接螺旋推桿并驅(qū)動(dòng)螺旋推桿旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的制備含有添加劑的高軟化點(diǎn)瀝青熔體的方法及裝置在瀝青原料通過(guò)的筒體內(nèi)設(shè)置多組電加熱器，在加熱器逐步加熱過(guò)程中，瀝青原料逐步發(fā)生相變、直至成為液相的熔體，配合已有的瀝青熔體噴淋造粒工藝技術(shù)和裝置，就可以令瀝青基球形活性炭的造粒工業(yè)化生產(chǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一種制備含有添加劑的高軟化點(diǎn)瀝青熔體的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1.出料口，2.端蓋，3.電加熱圈，4.溫度傳感器，5.筒體，6.螺旋推桿，7.進(jìn)料斗，8.殼體，9.軸承，10.減速機(jī)，11.電機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明提供的一種制備含有添加劑的高軟化點(diǎn)瀝青熔體的裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括筒體5及位于筒體5兩端的進(jìn)料斗7和出料口1，在筒體5靠近出料口1的位置設(shè)置有端蓋2，筒體5內(nèi)設(shè)置有螺旋推桿6，還包括動(dòng)力組件，動(dòng)力組件驅(qū)動(dòng)螺旋推桿6轉(zhuǎn)動(dòng)，筒體5上沿進(jìn)料斗7到出料口1的方向上設(shè)置有多組可單獨(dú)調(diào)節(jié)加熱溫度的電加熱圈3，每組電加熱圈3都含有一個(gè)獨(dú)立的溫度設(shè)定及控制的溫控器。

優(yōu)選的，多組電加熱圈3沿進(jìn)料斗7至出料口1的方向其加熱溫度逐漸升高，且最靠近出料口1的電加熱圈3的加熱溫度不低于瀝青的熔化溫度。具體地，從圖1方向看，溫度設(shè)定值自右向左逐步增大，第一組的溫度設(shè)在60-80攝氏度范圍內(nèi)，最后一組的溫度則為熔體的造粒工藝溫度，在此之間可逐步設(shè)定每一組電加熱的溫度控制范圍。

優(yōu)選的，電加熱圈3均配套設(shè)置有一個(gè)溫度傳感器4來(lái)獲取加熱溫度。

事例性的，動(dòng)力組件包括依次相連的電機(jī)11、減速機(jī)10以及軸承9，軸承9位于殼體8內(nèi)，通過(guò)軸承9連接螺旋推桿6并驅(qū)動(dòng)螺旋推桿6旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明的一種制備含有添加劑的高軟化點(diǎn)瀝青熔體的方法，包括以下步驟：

步驟一，將均為固態(tài)粉狀的高軟化點(diǎn)瀝青和添加劑混合均勻作為瀝青原料；

步驟二，將瀝青原料倒入進(jìn)料斗中，在螺旋推進(jìn)器旋轉(zhuǎn)過(guò)程中帶動(dòng)瀝青原料向出料口方向移動(dòng)，沿瀝青原料從進(jìn)料斗至出料口的方向上對(duì)其進(jìn)行逐步升溫加熱直至將瀝青原料變?yōu)橐合嗟娜垠w，然后從出料口流出進(jìn)入造粒工序，即完成制備含有添加劑的高軟化點(diǎn)瀝青熔體。

優(yōu)選的，添加劑占瀝青原料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％-40％，且步驟一中添加劑為萘或者萘與蒽的混合物。

事例性的，粉狀的添加劑占瀝青原料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可分別為20％、30％和40％，則相對(duì)應(yīng)粉狀的高軟化點(diǎn)瀝青的質(zhì)量分?jǐn)?shù)則為80％、70％和60％，兩者質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和為100％。

利用本發(fā)明的制備含有添加劑的高軟化點(diǎn)瀝青熔體的裝置制備含有添加劑的高軟化點(diǎn)瀝青熔體時(shí)，具體過(guò)程為：

電機(jī)11通過(guò)減速機(jī)10和軸承9將扭力傳至螺旋推桿6，含有添加劑的粉體瀝青原料自進(jìn)料斗7進(jìn)入筒體5，粉體原料在螺旋推桿6的旋轉(zhuǎn)作用下，沿軸線向出料口1方向移動(dòng)，筒體5的外殼圓周上布置有3-10個(gè)電加熱圈3，每一個(gè)電加熱圈3的旁邊都有一個(gè)溫度傳感器4，沿進(jìn)料斗7至出料口1的方向電加熱圈3設(shè)定的溫度逐步上升，最靠近出料口1的電加熱圈3的加熱溫度不低于瀝青原料的熔化溫度，在電加熱的作用下，筒體5內(nèi)的粉體瀝青開(kāi)始由固相至液相的相變，此時(shí)接近出料口1處的瀝青已經(jīng)完全變?yōu)橐合嗟娜垠w，并在螺旋推桿6的旋轉(zhuǎn)作用下自出料口1的出口流出進(jìn)入造粒階段。

本發(fā)明的制備含有添加劑的高軟化點(diǎn)瀝青熔體的方法及裝置，其工作原理如下：

瀝青原料是均為固態(tài)粉狀的高軟化點(diǎn)瀝青與添加劑的混合物，其中高軟化點(diǎn)瀝青的軟化點(diǎn)指標(biāo)在220℃-280℃之間，添加劑的主要成分為萘，亦可是萘與蒽的混合物，添加劑的比例占總量的20-40％，將同是粉狀的瀝青和添加劑混合均勻后，置入本裝置的進(jìn)料斗中，螺旋推進(jìn)器旋轉(zhuǎn)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向出口方向的推力，粉體原料被迫向出口方向前進(jìn)，在筒體外殼多個(gè)電加熱器的溫度作用下，瀝青原料開(kāi)始逐步發(fā)生相變，直至成為工藝要求的液相，在原料發(fā)生相變的過(guò)程中，隨著溫度的升高添加劑將開(kāi)始升華，但由于原料入口處的溫度遠(yuǎn)低于添加劑的升華溫度，因此這些原料入口處料斗中的粉體瀝青原料就如同是一個(gè)密閉容器的端蓋，起到了阻止添加劑因升華而離開(kāi)瀝青熔體的作用，即阻止氣化了的添加劑從原料入口處跑掉，如同在一個(gè)密閉的容器內(nèi)一樣，添加劑只能在原料里起到加速熔融和降低原料粘度的作用即提高熔體的流動(dòng)性的作用而不會(huì)因?yàn)闇囟鹊纳邔?dǎo)致氣化升華而跑掉，而在推進(jìn)器出口方向端，則由于溫度的作用此時(shí)瀝青已經(jīng)完全相變?yōu)橐后w狀態(tài)了，隨著推進(jìn)器的運(yùn)動(dòng)，液態(tài)的熔體瀝青只能從出口處流出，此時(shí)雖然會(huì)有一部分添加劑因接觸空氣而升華減量，但由于出口直接就進(jìn)入到了造粒噴盤，故其流動(dòng)性仍然可以滿足熔體噴淋造粒工藝對(duì)熔體流動(dòng)性的要求，即造粒不會(huì)受到太大的影響。

將本發(fā)明的制備含有添加劑的高軟化點(diǎn)瀝青熔體的方法及裝置，配合已有的瀝青熔體噴淋造粒工藝技術(shù)和裝置，就可以令瀝青基球形活性炭的造粒工業(yè)化生產(chǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。