[发明专利]一种基于多段耙式炉的煤基活性炭活化方法

说明书

本发明公开了一种基于多段耙式炉的煤基活性炭活化方法，利用多段耙式炉对炭化料进行活化处理，所述活化炉包括升温段、活化段和降温段；所述活化段和降温段的各层均设有空气进口和水蒸汽进口；活化时，通过调节空气和水蒸气的进气量来调节所述活化段和降温段各层的温度。本发明在耙式活化炉的活化段和降温段仅通入空气和水蒸气对炭化料物料进行活化，通过活化过程中的放热反应为活化过程提供热量，与现有技术相比，无需进一步在活化段和/或降温段通过燃烧后的热烟气为活化反应供热，从而可以有效提高活化段中活化剂的有效浓度，并且通过交替的氧化、还原反应，使物料更好地被活化。

技术领域

本发明属于煤基活性炭制备领域，尤其涉及一种基于多段耙式炉的煤基活性炭活化方法。

背景技术

由于活性炭具有高度发达的孔隙结构和极大的比表面积，其应用范围从用于食品和医药的脱色与除味、防毒面具，发展到大规模用于溶剂精制与回收、水深度处理、烟气净化、血液净化等，对活性炭的性能也提出了新的、更高的要求。

另外，粉状活性炭虽然具备较发达的微孔和中孔，但是由于其粉状形态，限制了应用领域。在活性炭生产中，以煤为原料制备煤基活性炭的方法已被广泛应用，然而大多数煤粉成型技术仍需要添加煤沥青等粘结剂，不仅增加成本，而且在活性炭生产中，煤沥青等的残留物还会堵塞活性炭的孔隙；或者煤粉原料中加入粘结性煤，而由于大量粘结性煤的加入，在炭化过程中容易发泡，不利于提高活性炭的品质。

此外，为了使得到的活性炭在使用时具有较高强度，通常需要在煤进行炭化活化前进行成型处理，以使原料煤成型并进而制备高强度活性炭。现有的煤质成型活性炭主要包括圆柱状颗粒活性炭、压块状颗粒活性炭和破碎状活性炭等。

对于高强度的成型粒料，特别是在成型过程中未添加粘结剂和粘结性煤的成型粒料，容易在制备活性炭的过程中影响挥发份的逸出以及活化用气体向内部孔隙的扩散，导致制备的活性炭的产品较差，总体吸附能力偏弱。例如，CN1033262A公开了一种制备活性炭的方法，包括将无粘结性煤粉碎至10μm以下然后进行压制成型。该专利指出原煤粉碎后的粒径越小，越有利于增加微粒之间单位重量的接触点的数目，以增加颗粒中亚微粒之间的粘合力。然而，煤粉粉碎粒径越小，其团聚可能性越大，考虑到后续压制成型需要水分，因此水分控制难度大，并且粉碎难度也大，对设备要求高，难以推广利用。同时，研究发现，煤粉粒径太细，容易导致压块成型后其内部孔隙过细，在制备活性炭时影响后续炭化挥发份的逸出以及活化用气体向内部孔隙的扩散。

如此，传统方法制备的煤质颗粒活性炭不能完全满足要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多段耙式炉的煤基活性炭活化方法，以提高煤质颗粒活性炭的品质。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于多段耙式炉的煤基活性炭活化方法，利用多段耙式炉对炭化料进行活化处理，以制备煤基活性炭；所述炭化料为煤炭成型粒料经过氧化处理和炭化处理所得；所述多段耙式炉设有15～20层，其中自上至下第1至4层为升温段、倒数第1至2层为降温段，其余为活化段；所述活化段和降温段的各层均设有空气进口和水蒸汽进口；活化时，通过调节空气和水蒸气的进气量来调节所述活化段和降温段各层的温度，以使所述活化段各层的温度为880℃～920℃，并且物料在落入所述降温段后温度逐步降低；所述水蒸气的用量为所述炭化料进料质量的3～4倍；物料在所述活化段内的停留时间为3～8小时。

所述多段耙式炉为本领域技术人员所熟知，例如炭化料从多段耙式活化炉顶中央进料，落入活化炉第一层，在第一层的耙齿搅动下由内向外移动，然后由第一层外侧的料孔落入活化炉第二层，然后在第二层的耙齿搅动下由外向内翻动，并由第二层中央的料孔落入下一层；依次类推，直到落入活化炉底层炉床，最后经底部的出料口卸出。