[发明专利]一种由煤化工气化炉炉灰渣制备活性炭的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由煤化工气化炉炉灰渣制备活性炭的方法，属于固体废弃物技术领域。

背景技术

煤化工主要固体废物为气化炉的炉渣，即煤灰渣，煤灰渣由于含碳量较高，烧失量往往超过30%，不能直接用于建筑市场。

由于炉渣中含碳量一般在30%以上，但热值低，热值基本在2000大卡以内，现有的锅炉无法直接应用，唯一解决固废办法为燃烧或填埋，由于炉灰渣经气化炉高温无氧使用，其挥发成份已经挥发被利用，热值较低，只能掺杂在精煤中燃烧，造成处理能力低下；将炉灰渣进行填埋堆放处理，不仅污染环境而且浪费资源。另外，炉灰渣中含有大量微细固体颗粒物，极易扬尘，切填埋场地体积庞大，占用大量土地资源，严重破坏生态环境，影响居民正常生活。

如何将炉灰渣变废为宝，是亟待解决的问题。

现有技术在回收利用气化炉炉灰渣时存在以下技术问题：

从气化炉炉灰渣中分离回收的炭制备活性炭时，制备的活性炭耐磨强度低、微孔的数量少。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种由煤化工气化炉炉灰渣制备活性炭的方法，以实现以下发明目的：

（1）由煤化工气化炉炉灰渣制备的活性炭，微孔的数量多，孔径＜2nm的微孔的孔容达0.4750-0.5143 cm³/g；

（2）由煤化工气化炉炉灰渣制备的活性炭，耐磨强度达98.47-98.65%，2nm＜孔径＜20nm的中孔的孔容达0.0284-0.0305cm³/g。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种由煤化工气化炉炉灰渣制备活性炭的方法

包括炉灰渣的分离处理、制备柱状炭、活化、筛分。

一、炉灰渣的分离处理

包括以下步骤：

（1）炉灰渣原料

所述原料为水分含量为10-30%的干炉灰渣，采用制浆桶将干炉灰渣配制成固含量为10-30%的炉灰渣浆料。

所述原料中的干炉灰渣，含碳量为35-50%。

（2）捕捉反应：

捕捉剂和步骤（1）所得炉灰渣浆料经计量泵按一定比例连续加入，捕捉反应时间为2-3分钟，搅拌速度190-210r/min，得到初反应混合浆料；

所述炉灰渣浆料中的炉灰渣与捕捉剂的加入比例为1吨：5.2-5.6kg；

所述炉灰渣浆料的加料速度为1.8-2.1m³/h；

所述捕捉剂，由环己酮、油酸组成，质量比例为1:1.8-2.6。

（3）起泡反应

上述初反应混合浆料流入起泡反应罐内，按一定比例连续加入起泡剂；反应时间为2-3分钟，搅拌速度设定为200-220r/min，得待浮选浆料。

所述初反应混合浆料中炉灰渣与起泡剂的质量比例为1吨：4.9-5.1kg；

所述起泡剂的加入速率为每小时9.8-10L。

所述起泡剂成分为萜烯醇、松醇油，质量比例为1: 1.0-1.2。

（4）浮选步骤

包括一级浮选步骤、二级浮选步骤；

一级浮选步骤中：

将待浮选浆料经微泡高压射流浮选柱浮选，空气进入浮选柱，形成气泡，炭附着在气泡周围，浮选而出，得到第一精炭液料与初选炉渣灰液料，所述初选炉渣灰液料中，炉灰渣中碳含量低于10%；

所述浮选柱，筛网孔径2cm ，控制气泡直径0.14-0.19毫米，泡沫厚度0.72-0.85米，空气压力4-6bars；

二级浮选步骤中：

初选炉渣灰液料重新进行捕捉反应、起泡反应，得到二次中间混合浆料；

二次中间混合浆料输送至微泡高压射流浮选柱进行二级浮选，浮选得到第二精炭液料和粉煤灰液料。

将浮选所得第一精炭液料和第二精炭液料混合后，经脱水、烘干得到精炭，

精炭水分低于1%。

分离得到的精炭，含碳量为86-91%；挥发分含量为2.2-2.6%。

二、酸处理

用酸浸渍上述精炭粉，所述的酸，包括：聚环氧琥珀酸、乌苏酸、单宁酸、质量比例为5:2:3，酸与精炭粉质量比为4:1，浸泡3小时，水洗，干燥。

三、制备柱状炭

利用200目酸处理后的精炭与煤焦油充分的混合，经混捏成型，在混捏机械中进行混压，成型压力22-35MPa，挤出≥1.5mm柱状炭；

所述精炭与煤焦油的质量比例为3:1。

四、活化处理