專利名稱：一種制備活性炭用煤基炭化料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備活性炭用煤基碳化料的制備工藝。它屬于煤化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
煤基活性炭是一種炭質(zhì)吸附材料。其化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好，能夠耐酸、耐堿腐 蝕，不溶于水和有機(jī)溶劑，能經(jīng)受水浸、高溫和高壓的作用，失效后可以再生；廣泛用于氣體 吸附、分離、凈化及體凈化等。目前工業(yè)應(yīng)用的活性炭有顆?；钚蕴?、粉狀活性炭、成型活性炭和活性炭炭纖維 等，活性炭主要應(yīng)用在水處理、化工制藥、采礦、氣體凈化、食品加工、制糖、脫色和氣體溶劑 回收等領(lǐng)域。我國活性炭工業(yè)生產(chǎn)起步于50年代。改革開放后進(jìn)人高速發(fā)展時(shí)期，年產(chǎn)量由改 革開放初期的1萬余噸增加到目前的15xl04t以上。總產(chǎn)量已超過日本僅次于美國，是世 界第二大活性炭生產(chǎn)國。按原料劃分，有煤基活性炭、木質(zhì)活性炭和果殼活性炭等。其中， 煤基活性炭比例最大，約占總產(chǎn)量的70%。國內(nèi)生產(chǎn)的活性炭，約有60%出口，是世界最大 的活性炭出口國。目前，我國煤基活性炭生產(chǎn)采用的生產(chǎn)裝置主要是50年代從前蘇聯(lián)引進(jìn) 的斯列普爐。后經(jīng)多次改進(jìn)，爐體性能有很大提高。該爐型具有投資低、產(chǎn)品調(diào)整方便等特 點(diǎn)，在國內(nèi)煤基活性炭廠得到廣泛應(yīng)用；80年代初，從英國引進(jìn)了斯特克爐，用于生產(chǎn)廉價(jià) 的原煤破碎活性炭，并在大同地區(qū)的部分活性炭廠推廣應(yīng)用。但由于這種爐型生產(chǎn)的活性 炭質(zhì)量低，因此，目前，大同地區(qū)的活性炭廠仍以斯列普爐為主。近年來，隨國內(nèi)生產(chǎn)廠規(guī)模 的擴(kuò)大，這2種爐型因規(guī)模小、自動(dòng)化程度低和產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等原因，已滿足不了煤基活 性炭生產(chǎn)發(fā)展的需要。國內(nèi)活性炭廠已開始從美國引進(jìn)生產(chǎn)能力大、自動(dòng)化程度高、產(chǎn)品質(zhì) 量高的多膛爐(耙式爐)。但由于多種原因至今不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。目前仍有部分企業(yè)正計(jì)劃 引進(jìn)多膛爐，建設(shè)年產(chǎn)量超萬噸的大型煤基活性炭廠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種活性炭用煤基碳化料的制備方法，可連續(xù)式生產(chǎn)，工藝 過程無廢氣、廢水、廢渣排放，屬于環(huán)保綜合利用項(xiàng)目。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案將原煤研磨、干燥后壓制成塊，然后經(jīng)過氧化 和碳化過程制備成煤基壓塊炭化料，主要步驟和要點(diǎn)如下(1)將原煤干燥后研磨成粒度均勻的粉料，經(jīng)過輸送裝置送入成型壓塊機(jī)，制成煤 基壓塊成型料(無定形顆粒狀)。(2)煤基壓塊成型料經(jīng)過輸送裝置定量連續(xù)的進(jìn)入外熱式回轉(zhuǎn)氧化爐，與連續(xù)定 量加入氧化爐筒體內(nèi)的熱空氣發(fā)生強(qiáng)制氧化反應(yīng)，并且將筒體內(nèi)物料加熱至150 280°C， 物料在有效氧化反應(yīng)段停留1 3個(gè)小時(shí)。(3)氧化后的煤基壓塊氧化料經(jīng)過輸送裝置進(jìn)入外熱式炭化爐，在不同溫度段下 經(jīng)過一定條件的熱處理和一系列的干餾、熱裂解、縮聚反應(yīng)等制成煤基壓塊炭化料。炭化爐進(jìn)口處的物料溫度在150 250°C，隨后逐漸遞升，至到物料的最高溫度達(dá)到550 600°C。 物料在炭化爐內(nèi)停留1 3個(gè)小時(shí)?；剞D(zhuǎn)炭化爐維持在微負(fù)壓和微正壓之間，壓力控制 在-20 20mm H2O。(4)通過炭化爐裂解氧化料產(chǎn)生的煤基壓塊碳化料經(jīng)過輸送裝置輸送到下一工序 進(jìn)行冷卻。(5)由炭化爐出來的尾氣，熱值較高，經(jīng)過分離和純化作為熱源提供給氧化爐和炭 化爐，達(dá)到循環(huán)利用。步驟(2)中回轉(zhuǎn)氧化爐采取外加熱形式，加熱和氧化物料所需的熱量由所需的熱 量由氧化爐外熱風(fēng)和爐尾進(jìn)入的逆流熱空氣提供。步驟(3)中回轉(zhuǎn)炭化爐采取外加熱形式，要保證物料的溫度達(dá)到650°C左右，爐內(nèi) 保持-20 20mmH20的壓力，防止空氣泄入。整個(gè)過程連續(xù)生產(chǎn)，溫度控制穩(wěn)定，反應(yīng)率高。 回轉(zhuǎn)炭化爐采用特殊材料，熱風(fēng)布置合理，熱能利用率高。步驟(4)中冷卻物料采用兩種形式一是回轉(zhuǎn)冷卻設(shè)備間接冷卻，冷卻介質(zhì)為循環(huán) 水或其它冷媒，另外一種采用溫度不高的惰性氣體在回轉(zhuǎn)冷卻爐中與赤熱碳化料換熱冷卻。本發(fā)明工藝反應(yīng)相對(duì)目前的制取煤基碳化料工藝有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)(1)預(yù)氧化過程采取外部強(qiáng)制給熱和筒體內(nèi)熱空氣逆流氧化，大大提高了氧化效率。(2)提高了炭化爐尾氣中煤氣的熱值，對(duì)炭化尾氣進(jìn)行循環(huán)利用，節(jié)約能源，對(duì)環(huán) 境無污染。(3)投料、出料連續(xù)，自動(dòng)化程度高，年產(chǎn)煤基炭化料達(dá)8萬噸以上。


圖1是本發(fā)明的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1將IOOkg的，粒度在0.60 3. 35謹(jǐn)、水份彡2 %、揮發(fā)份30 % 40 %的煤基壓塊成型料(無定形顆粒狀)在200°C下在氧化爐內(nèi)充分氧化2個(gè)小時(shí)。煤基氧化料由氧化 爐尾部出料箱排出進(jìn)入輸送裝置送入回轉(zhuǎn)炭化爐，在溫度逐漸遞增的炭化爐內(nèi)碳化2個(gè)小 時(shí)，炭化爐的各段溫度為270°C、330°C、39(rC、45(rC、51(rC和570°C，壓力值控制在IOmm H2O0產(chǎn)生的煤基碳化料在隔絕空氣的條件下送入冷卻爐冷卻，冷卻爐采取循環(huán)水噴淋冷卻 的形式。產(chǎn)生的炭化尾氣經(jīng)過分離和純化處理，得到焦油和煤氣。經(jīng)計(jì)算和分析煤基碳化 料粒度在0. 425 3. 35mm、揮發(fā)份15% 22%。煤氣成分:CH4、H2、CO、C02、N2、H20。其熱 值在6000大卡/Nm3左右。
權(quán)利要求
一種制備活性炭用煤基炭化料的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)將原煤干燥后研磨成粒度均勻的粉料，經(jīng)過輸送裝置送入成型壓塊機(jī)，制成煤基壓塊成型料；(2)煤基壓塊成型料在外熱式回轉(zhuǎn)氧化爐內(nèi)，與連續(xù)定量加入氧化爐筒體內(nèi)的熱空氣發(fā)生強(qiáng)制氧化反應(yīng)，氧化溫度150～280℃，物料在有效氧化反應(yīng)段停留1～3個(gè)小時(shí)；(3)氧化后的煤基壓塊氧化料經(jīng)過輸送裝置進(jìn)入外熱式炭化爐，在不同溫度段下經(jīng)過熱處理、干餾、熱裂解、縮聚反應(yīng)制成煤基壓塊炭化料；炭化爐進(jìn)口處的物料溫度在150～250℃，隨后逐漸遞升，至到物料的最高溫度達(dá)到550～600℃；物料在炭化爐內(nèi)停留1～3小時(shí)；回轉(zhuǎn)炭化爐壓力控制在-20～20mmH2O；(4)通過炭化爐裂解氧化料產(chǎn)生的煤基壓塊碳化料經(jīng)過輸送裝置輸送到下一工序進(jìn)行冷卻；由炭化爐出來的尾氣經(jīng)過分離和純化作為熱源提供給氧化爐和炭化爐，達(dá)到循環(huán)利用。
2.如權(quán)利要求1所述的制備活性炭用煤基炭化料的制備方法，其特征在于原料煤為單 種煤和/或幾種煤的混配。
3.如權(quán)利要求1所述的制備活性炭用煤基炭化料的制備方法，其特征在于回轉(zhuǎn)氧化爐 加熱方式采用外熱式，安裝形式采取臥式，加熱和氧化物料所需的熱量由氧化爐外熱風(fēng)和 爐尾進(jìn)入的逆流熱空氣提供。
4.如權(quán)利要求1所述的制備活性炭用煤基炭化料的制備方法，其特征在于回轉(zhuǎn)炭化爐 加熱方式采用外加熱，其熱源可以為炭化爐出來的尾氣或天然氣。
5.如權(quán)利要求1所述的制備活性炭用煤基炭化料的制備方法，其特征在于碳化爐內(nèi)溫 度采取分段控制，溫度在200°C 650°C。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制備活性炭用煤基炭化料的制備方法，將原煤制成煤基壓塊成型料(無定形顆粒狀)。然后進(jìn)入外熱式回轉(zhuǎn)氧化爐，在150～280℃與連續(xù)定量加入氧化爐筒體內(nèi)的熱空氣發(fā)生強(qiáng)制氧化反應(yīng)，氧化后的煤基壓塊氧化料進(jìn)入外熱式炭化爐，在不同溫度段下經(jīng)過一定條件的熱處理和一系列的干餾、熱裂解、縮聚反應(yīng)等制成煤基壓塊炭化料。通過炭化爐裂解氧化料產(chǎn)生的煤基壓塊碳化料經(jīng)過輸送裝置輸送到下一工序進(jìn)行冷卻。由炭化爐出來的尾氣，熱值較高，經(jīng)過分離和純化作為熱源提供給氧化爐和炭化爐，達(dá)到循環(huán)利用。本發(fā)明工藝過程簡單，無廢氣、廢水、廢渣排放，屬于環(huán)保綜合利用項(xiàng)目。
文檔編號(hào)C10B57/08GK101812309SQ201010151828
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月20日
發(fā)明者何建祥, 魏超 申請(qǐng)人:西安三瑞實(shí)業(yè)有限公司