[发明专利]化学活化法制备粒煤活性炭生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种活性炭的生产工艺，特别是一种化学活化法制备粒煤活性炭生产工艺。

背景技术

活性炭是一种用途十分广泛的吸附剂、催化剂和催化剂载体。目前粒状活性炭的生产工艺是：原料煤洗选、筛分、混捏成型、炭化活化、破碎、筛分。该生产工艺链长、能耗高、环境污染和原料损耗大，同时需采用大量的煤焦油做为粘合剂，一方面煤焦油在炭化过程中会产生大量的有害气体，对环境造成污染，且焦油性质不稳定会对活性炭的质量造成一定的影响，另一方面我国质量最好的低灰无烟煤—太西煤的活化时间较长，会造成炭化料的烧蚀度增大。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术存在的缺陷，提供一种工艺简单、成本低、炭化、活化一次完成的化学活化法制备粒煤活性炭生产工艺。

本发明的技术方案是：一种化学活化法制备粒煤活性炭生产工艺，其工艺步骤为：

1）破碎：将低灰无烟煤破碎、筛选出16—20目的煤粒为原料；

2）炭化、活化：将上述原料投入外加热式炭化、活化一体转炉内，升温速率为10℃/min，升温至920℃±10℃后，通入活化剂90—120min后，出炉后得到粒状活性炭成品。

上述活化剂为质量分数为5—12%的硝酸盐和质量分数为8—15%的亚硝酸盐的水溶液，硝酸盐和亚硝酸盐按质量比为0.5—2:1—3进行混合。

上述活化剂的通入量为每千克炭化料每分钟通入0.01—0.03L。

上述低灰无烟煤为太西煤。

上述硝酸盐为硝酸钠、硝酸钾、硝酸钙或硝酸镁中的一种或两种以上的复配，亚硝酸盐为亚硝酸钠、亚硝酸钾、亚硝酸钙或亚硝酸镁中的一种或两种以上的复配。

本技术方案具有以下特点：1、工艺路线短。本发明的工艺路线非常短，一方面可有效减小能耗和对环境的影响，另一方面降低了原料的损耗和成本；2、利用现有的外加热式炭化、活化一体转炉进行加热时，当温度升至920℃左右时，原料即完成了粒煤炭化，此时通入活化剂，活化剂经高温汽化分解后为转炉中的炭化料提供氧化气氛，可有效提高活化效率，与传统工艺相比，活化时间可缩短20—40分钟左右，在同等条件下碘吸附值可提高200mg/g左右，而活化剂每吨成本只有2—4元，这样就可有效缩短生产时间，吨活性炭生产成本可降低60—100元左右，具有非常好的经济性和对环境的友好性。

附图说明

附图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方案

实施例1：

如图1所示的工艺流程，1）破碎：将低灰无烟煤破碎、筛选出16目左右的煤粒为原料；

2）炭化、活化：将上述筛选出的原料投入外加热式炭化、活化一体转炉内，升温速率为10℃/min，升温至920℃±10℃后，用恒流泵向转炉内通入活化剂，通入时间为90min左右，通入量为每千克炭化料每分钟通入0.01L，出炉后得到粒状活性炭成品。

上述活化剂为质量分数5%的硝酸钠和质量分数15%的亚硝酸钙按1:1混合的水溶液。

活化剂通过转炉进料口处喷入，为了使活化剂与物料充分接触，在转炉出料口处抽负压。

经化验，粒状活性炭的碘值达到883.7mg/g，活化时间与同类产品生产工艺相比缩短20min左右，颗粒活性炭的碘值及其它技术指标在同一水平范围内。

实施例2—4：

在实施例1的基础上改变太西煤破碎的颗粒度、活化剂的通入量（L/每分钟）、通入时间(分钟)及活化剂的配比，具体的技术指标见下表。

在上表中，活化剂的通入量的单位为L/min，通入时间的单位为分钟，碘吸附值的单位为mg/g，上表中8%硝酸钾+10%亚硝酸钠，重量比1:3代表质量分数为8%硝酸钾的水溶液和质量分数为10%亚硝酸钠的水溶液混合，其混合时的质量比为1:3，其它类同。

在上述实施例中，是在活性炭的炭化和活化阶段提供氧化气氛，将炭化和活化同时完成，降低太西煤的活化难度，提高了活化效率，同类产品活化时间缩短20—40min。