[发明专利]一种利用煤制备中孔发达的活性炭的方法

说明书

本发明公开了一种利用煤制备中孔发达的活性炭的方法，包括：以弱粘煤和气煤为原料进行配煤并粉碎以得到原料煤；将所述原料煤压块成型、造粒，得到煤颗粒；对所述煤颗粒进行氧化处理、炭化处理，得到炭化料；利用硝酸盐溶液浸渍所述炭化料，将得到的浸渍炭化料烘干后进行活化处理，以制得活性炭。本发明利用一定量的弱粘煤和气煤配煤制备活性炭，很好地结合了上述原料的性质以及相互之间的配合作用，与传统的煤基压块活性炭相比，在浸渍硝酸盐的作用下，可以有效提升活性炭产品的中孔率，解决了传统煤基压块活性炭生产中在全部以煤作为原料时普遍存在的中孔率较低的问题。

技术领域

本发明属于煤基活性炭制备领域，特别涉及一种利用煤制备中孔发达的活性炭的方法。

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，对活性炭的吸附性能提出了新的、更高的要求。

活性炭按照形态来分，包括成型活性炭和粉状活性炭，其中粉状活性炭相比于成型活性炭具备较大的吸附性(碘值和/或亚甲蓝值)，但是由于其粉状形态，限制了应用领域。

中国煤炭资源丰富，产量大，来源可靠，煤基压块活性炭(成型活性炭)的产量逐年增加，然而，常规工艺生产的煤基压块活性炭通常微孔发达，常用于吸附一些小分子和液体，随着全球经济的快速发展，原水中有机污染物成分更加多变和复杂，而且都属于大分子，对人的危害越来越严重，迫切需要中孔发达的活性炭进行处理。因此，如果能全部以煤为原料制备适合于水处理的中孔发达的煤基压块活性炭，意义重大。CN105217625A公开了一种以弱粘煤为主煤，与无烟煤和/褐煤进行配煤并在大约200Mpa的成型压力下制备煤基压块活性炭的方法，该方法全部以煤炭为原料制备活性炭，然而其活性炭大分子物质的吸附性能较差。

传统制备中孔活性炭的方法主要有模版法、界面活化法等，这些方法一般所需原料昂贵，且不利于大规模生产。CN1121978C公开了一种中孔发达的活性炭的制备方法，通过在碳质凝胶中加入铁、钴、镍的硝酸盐、硫酸盐或盐酸盐，然后干燥、粉碎后经炭化、活化制备中孔活性炭，其原料成本高并且不适于大规模生产。

另外，为了扩大活性炭的孔径，还可以通过在活化时增加烧失率(活化过程中炭材料质量减少的百分数)来达到，但同时也导致活性炭的机械强度变差。CN1152546A介绍了一种以煤为原料制备中孔发达的活性炭的方法，是将无烟煤、肥煤和磺化煤按比例混合后破碎、磨粉，将磨好的煤粉与高温煤焦油和纸浆液混合均匀，经压缩成型、炭化和活化工序制得成品。该方法由于需要额外使用粘结剂，不仅增加成本，而且制成的型煤需要进行晾晒或加热烘烤，降低生产效率；此外由于常用的煤沥青、煤焦油等粘结剂在加热后会融化和挥发，使得最终产品的强度也不高，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，不利于提高活性炭的品质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用煤制备中孔发达的活性炭的方法，以解决现有技术中以煤为原料制备的煤基压块活性炭的中孔率较低的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用煤制备中孔发达的活性炭的方法，包括如下步骤：

a、以弱粘煤和气煤为原料进行配煤并粉碎以得到原料煤，其中，以所述原料煤的总重量计，所述弱粘煤的用量为50wt％-60wt％，气煤的用量为40wt％-50wt％；

b、将所述原料煤压块成型、造粒，得到煤颗粒；

c、对所述煤颗粒进行氧化处理、炭化处理，得到炭化料；

d、利用硝酸盐溶液浸渍所述炭化料，将得到的浸渍炭化料烘干后进行活化处理，以制得活性炭。