[发明专利]一种兰炭制活性炭的方法及所使用装置

说明书

技术领域

本发明涉及活性炭的制备方法及所使用装置，特别是一种兰炭制活性炭的方法及所使用装置。

背景技术

活性炭被广泛应用于生活用水、工业用水和废水的深度净化及气相吸附，如石油化工、电厂、食品饮料、制糖制酒、医药、养鱼等行业水质净化处理，能有效吸附水中的游离氯、酚、硫和其它有机污染物，特别是致突变物（THM）的前驱物质，达到过滤除杂去异味。还可用于车间尾气净化、溶剂过滤、脱色、提纯等，气体脱硫、石油催化重整，气体分离、变压吸附、空气干燥、食品保鲜、防毒面具、解媒载体，有机溶剂回收、贵重金属提炼、化学工业中的催化剂及催化剂载体等功能。

活性炭的主要原料几乎可以是所有富含碳的有机材料，如煤、木材、果壳、椰壳、核桃壳等。这些含碳材料在活化炉中，在高温和一定压力下通过热解作用被转换成活性炭。在此活化过程中，巨大的表面积和复杂的孔隙结构逐渐形成，而所谓的吸附过程正是在这些孔隙中和表面上进行的，活性炭中孔隙的大小对吸附质有选择吸附的作用，这是由于大分子不能进入比它孔隙小的活性炭孔径内的缘故。

因为煤基活性炭属于资源耗费型、劳动密集型工业产品，生产过程复杂，生产成本偏高，在国际市场上价格较高。国外活性炭产品用途广，相关产品品种多，在美国等工业发达国家水处理用活性炭、汽车用活性炭、废水净化用活性炭及溶剂收受用活性炭需求增进较快。国内，随着城市规模的扩大，水处理厂不断地被获批建设，这其中较多是过滤型水处理厂，这样，直接地增加了活性炭的应用需求。近几年，随着我国汽车工业的迅猛发展，活性炭的需求量也相应的快速地增加。由于我国活性炭生产企业规模小，生产设备既不先进又很难更新，由此导致煤基活性炭新产品开发困难，产品品种少，不少优质、专用型和技术含量较高的活性炭仍然需要进口。所以，扩大规模、开发高中档产品必将是我国活性炭企业的发展方向。

我国陕北神木、山西大同、宁夏、新疆昌吉等地煤炭资源丰富，且系质量优良的长焰煤煤种，是生产兰炭的优质原料。数年前，随着我国电石产能产量的持续快速增长，新建了一批60万吨/年以上大型兰炭装置。但是近年随着产业结构调整和节能减排目标的实施，大量高耗能、高污染的电石生产企业被关停。这样就出现了兰炭产品生产过剩的现象。另一方面，一批煤炭深加工装置被建成投产，其中副产品兰炭，附加值较低，应用途径较少，销售困难。因此，目前兰炭市场产能过剩，应用途径较少，产品附加值低的现象非常突出。长焰煤煤种，其中的煤质组分在活化过程更易形成大中孔结构；其灰分在活化后，更易形成热稳定性高的活性炭产品。

兰炭为煤炭干馏装置的主产品，因在干馏过程中（300℃～700℃）升温较快，兰炭孔结构形成较差，微孔较小。若兰炭经传统活化工艺处理，活化过程控制不精准，生产出的产品孔结构不均匀，吸附性较差，机械强度较小。目前，兰炭在活性炭制造领域，尚无较成功应用。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种兰炭制活性炭的方法及所使用装置，充分利用兰炭产品有机质组分和微孔的结构特点，结合国内活化炉的运行控制原理，探索出新的工艺控制方法。本专利以其工艺简单、自动化控制程度高、连续生产的优势，将耙式炉的活化过程应用到兰炭制活性炭的工艺生产中，大大提高了产品的活化过程控制精度，生产出较高品质的活性炭产品，显著提高了兰炭产品的产品附加值。本专利既增加了兰炭的工业应用途径，拓展了兰炭的应用空间，又实现了煤基活性炭的万吨级规模化生产，满足了活性炭的市场需求。

本发明的技术方案：一种兰炭制活性炭的方法，取挥发份大于5%、热稳定性大于70%的兰炭，筛分后将粒度为5mm～20mm的兰炭送入耙式活化炉进行活化处理，生成活性炭，活性炭从耙式活化炉排出后经螺旋冷却机冷却处理和皮带输送机的输送，最后进入活性炭包装工段，进行筛选包装。利用兰炭产品有机质组分和微孔的结构特点，将耙式炉的活化过程应用到兰炭制活性炭的工艺生产中，大大提高了产品的活化过程控制精度，生产出较高品质的活性炭产品，显著提高了兰炭产品的产品附加值。本专利既增加了兰炭的工业应用途径，拓展了兰炭的应用空间，还实现了煤基活性炭的万吨级规模化生产，满足了活性炭的市场需求。

前述的这种兰炭制活性炭的方法中，兰炭从耙式活化炉顶部靠近活化炉中轴的进料口进料，落入第一层炉床，第一层炉床上的兰炭料在耙齿的翻动下由内向外翻动，即外耙，然后由炉床外侧的落料孔落入第二层炉床，第二层炉床上的兰炭料在耙齿的翻动下由外向内翻动，即内耙，然后由炉床中央的落料孔落入下一层炉床，外耙，再由炉床外侧的落料孔落入下一层炉床，内耙；依次类推，直到落入底层炉床，最后经耙式活化炉底部的出料口卸出。