[发明专利]利用副产炭黑生产脱硫脱硝的活性炭

说明书

技术领域：本发明属于环保领域，特别适用于化肥、电力行业。

背景技术：随着石化行业和化肥行业的发展，大量的副产炭黑应运而生，从气化炉出来的炭黑水处理方式大致分为两种：一种是油萃取法，另一种是过滤干燥法。

油萃取法回收炭黑即以油为萃取剂，利用炭黑的亲油性大于亲水性而使炭黑与水分离的过程。炭黑和油的混合物称为炭黑油，送往气化炉作为原料与燃料气一起燃烧处理。由于副产炭黑含灰份较高，返炉操作对炉体有一定的影响。

过滤干燥工艺的研究始于七十年代初，它是将炭黑水经浓缩增稠成炭黑浆进入转鼓真空过滤器或真空带式过滤机，得到含水85％左右的滤饼，再由预干燥器和强化干燥器二级干燥处理，出来的干炭黑含水5％以下。此副产炭黑只要在工艺方面采取适当措施或根据副产炭黑的特性来合理设计配方可以应用于中、低档橡胶生产，锌锰电池、脱色等方面，但产量往往供过于求。

因此利用副产炭黑生产活性炭用于脱硫、脱硝具有重要意义。

我国是燃煤大国，燃煤产生的烟气中的粉尘、二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳，对大气造成严重污染。多年来，国家在除尘方面采取了许多措施，使电除尘技术得到充分发展和使用，粉尘的污染得到有效地控制。但是，二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳的污染问题没有得到根本解决，其原因在于湿法脱硫时需耗用大量的水资源，这对于国内处于水资源缺乏的地区脱硫、脱硝来说几乎是不可能的；而引进国外的干法脱硫技术成本太高。因而无论从经济上还是技术上，利用活性炭脱硫、脱硝是一种很适合中国国情的脱硫、脱硝技术。

专利CN1229055特别强调利用处理的废轮胎、塑胶等废弃物或火力发电厂、锅炉燃烧重油、煤炭、瓦斯等所产生的炭黑加以活化，使其成为附加值高的活性炭。首先炭黑藉外筒分段控温的螺旋输送机一边预热，一边输送至微波室，施以微波加热至250℃～400℃之后，生成粉末状的活性炭；再投入流动式蒸气活化炉中，在蒸汽气氛及700℃～900℃的高温下活化，而制得粉粒状活性炭。

发明内容：本发明是针对开发现有副产炭黑的多种应用而提出的一条工艺路线，不仅为副产炭黑开发出了前景广阔的应用市场，而且为当今的烟气脱硫技术提供了一条新的途径。

本发明利用重油、渣油、沥青副产炭黑首先生产颗粒状的活性炭，再利用活性炭的固有的吸附、催化的特性来脱除烟气中的硫化物、氮氧化物，是一种比较先进的脱硫、脱氮技术。

本发明采用了与专利CN1229055不同的工艺路线，首先选用的原料不同，生产过程不同，得到的产品也有所差别，用途也不同，最终我们生产出来的活性炭适用于脱硫、脱硝场合。

本发明所提供的原料来自重油、渣油、沥青气化产生的副产炭黑，这种炭黑粒径小(通常在纳米级)、比表面积、吸油值和吸碘值较高，但灰份含量较高。灰份含量对其它活性炭性能有一定的影响，但对于脱硫、脱氮的活性炭并没有什么影响。

本发明是这样来实现的：首先直接利用来自重油、渣油、沥青气化产生的副产炭黑，经过滤与粘合剂混合成可塑性物料，然后进行造粒、挤压成型、干燥后，进入700℃～900℃左右的蒸汽活化炉内火化，活化剂采用空气和水蒸汽。

具体实施方式：

首先直接利用经过过滤机过滤的含水分85％的炭黑与粘合剂混合成可塑性物料，炭黑与粘合剂的混合比例可根据炭黑的种类来确定，一般取炭黑量的1％左右。然后炭黑由中间贮罐经星形阀送入造粒机，造粒机直径为600毫米，壳体外设有电加热装置，以防壳体内壁粘附炭黑饼，再用挤压机挤压成2毫米左右的成型物。成型物经干燥后，通过一螺旋加料机由侧面进入700℃～900℃左右的蒸汽活化炉内。活化炉采用回转炉，为了保持活化的均匀进行，活化剂采用空气和水蒸汽，蒸汽和空气分别从活化炉的侧面进入炉内，蒸汽与空气的比例根据实际情况来确定。炉子靠电加热来维持温度在800℃～900℃之间，粒状的炭黑与高温蒸汽接触后，首先清除原料炭中存在的焦油等非组织碳，使原来闭塞的孔隙开放、畅通或者使已有小的孔隙变大，经过约一小时的接触后，生成微孔发达的活性炭，并由重力从侧面落到料斗里，而废气则由炉顶经屋顶电除尘器除尘后排出。

上述合成的活性炭对二氧化硫具有很好的吸附性能，并能在较高温度条件下，对所吸附的二氧化硫进行解吸，从而得到浓度较高的二氧化硫气体，解吸后的活性炭可作为脱硫剂反复使用。它又可作为催化剂，使氮氧化物与氨气发生反应，生成无害的氮气，以去除烟气中的氮氧化物。

上述生成的活性炭与现有工业用脱硫、脱硝的活性炭相比，具有价格低、刚度高、吸附能力强的特点，且表征其吸附性能的BET表面积与从椰子壳为原料生产的活性炭的表面积几乎相近。特别适用于工业用脱硫、脱氮。