[发明专利]流动式沥青球氧化不融化方法

说明书

技术领域

本发明涉及沥青球活性炭制备方法，具体为一种流动式沥青球氧化不融化方法。

背景技术

沥青球活性炭的全称是沥青基球形活性炭，是球形活性炭的一种。因其具有球形度好、装填均匀、机械强度高、流动性好、耐磨损、耐腐蚀及在固定床使用时阻力小等一系列优点，广泛应用于众多领域，是一种性能优良的新型炭材料。其制备过程中氧化不融化工序必不可少。

目前，众多专利涉及到了以沥青为原料制备球形活性炭的技术，如中国发明专利201210317727“沥青基球形活性炭的低能耗制备方法”，采用含有氧气的氮气对沥青球进行氧化不融化。中国发明专利200410100531“制备球形活性炭的方法”仅提到采用流动法对沥青球进行氧化不融化处理。中国发明专利201310227294“沥青球氧化不融化方法”提到使用两种炉子进行氧化不融化。还有不少中国专利如中国发明专利97101617“一种球状活性炭的制备方法”以及中国发明专利201010143602“一种沥青球的制备方法”均简单提到了氧化不融化，却并未对如何进行氧化不融化处理提供相应的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用旋转炉对沥青球活性炭进行氧化不融化处理的方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

沥青球物料在旋转炉内进行氧化不融化处理共分为三个阶段：

第一阶段：升温阶段

按每公斤沥青球活性炭每小时需要100～500L空气通入常用的制备活性炭旋转炉内，以30～50℃/h升温速率从室温升温到100～150℃，旋转炉以0.1～5r/min的转速转动，停留0.5～3h，得到初步氧化的沥青球活性炭。在这一阶段，沥青球物料与空气接触，进行初步的氧化处理，使得沥青球的强度提高，避免物料在运动状态相互碰撞摩擦时出现破损等问题。

第二阶段：氧化阶段

按每公斤沥青球活性炭每小时需要400～1000L空气通入旋转炉内，以10～30℃/h升温速率从100～150℃升温到290～350℃，旋转炉以0.5～20r/min的转速转动，停留1～3h，这一阶段是进行氧化不融化处理的主要阶段。

第三阶段：稳定阶段

按每公斤沥青球活性炭每小时需要400～800L空气通入旋转炉内，旋转炉以1～30r/min的转速转动，停留1～5h，获得氧化后的沥青球活性炭。

中国发明专利2015107686967公开的“针对工业化沥青球活性炭的氧化不融化方法”，比较详细的介绍了使用氧化炉进行氧化不融化的方法，但是沥青物料处于固定式，与本方法的流动式相比有较大区别。具体区别如下：

固定式主要是沥青球物料在进行氧化不融化时，物料在加料框中保持固定，加料框中分层叠加，每层加料框间隔一定距离，气体通过加料框之间的缝隙与沥青球接触，进而发生反应。但是这种方法由于物料固定不同，物料与加料框接触或者物料间相互接触的部位会受热不均，与气体接触的表面先反应，进而气体在慢慢向内部扩散反应，反应时间较长，同时物料的装填量较大时，由于物料堆积造成局部受热过高，从而引起着火，因此必须限制物料的装填量。

本申请采用流动式主要是沥青球物料在旋转炉中始终处于运动状态，相对于固定式，旋转炉在充满气体的情况下，气体与运动状态下的物料接触面更广，反应同时进行，反应更加均匀。另外，沥青球物料在运动状态与气体可以充分接触，物料受热均匀，造成局部受热过高而引起的着火现象大大降低，相对的物料装填量可以加大。同时根据不同升温阶段的工艺，提高沥青球的强度，进而控制物料在运动状态由于摩擦、碰撞引起的破碎现象。所以，本申请的关键点在于，进行氧化不融化处理过程中，采用了适应的氧化不融化设备-旋转炉，并进一步特别设计了氧化温度、升温速率、氧化时间等工艺参数，并且可以实现工业化生产。

氧化不融化处理主要是沥青球在氧化气氛中进行热处理使其具有热稳定性，达到提高软化点和提高后续炭化收率的目的。如果沥青球氧化不彻底会造成后续炭活化时沥青球开裂的现象。在相同加料量的情况下，流动式相比固定式发生沥青球开裂现象的几率低，进而可以进行后续工序的物料量更多，特别是加料量大于25公斤时固定式无法再进行氧化不融化处理，而流动式可以继续进行，但时间会相应的延长。物料的试验数据在后续的工序可以通过不同的工艺进行调整。

本发明方法具有如下优点：

1、本发明在氧化不融化阶段采用流动式进行沥青球氧化不融化处理。主要对氧化温度、氧化时间、升温速率、空气进入量等参数进行研究设计确定，确保球形活性炭氧化均匀、彻底，不影响后续的炭活化处理。