[发明专利]一种利用流化床飞灰和粉煤制备活性炭的方法

说明书

本发明涉及一种利用流化床飞灰和粉煤制备活性炭的方法。所述方法包括步骤：将流化床飞灰、粉煤混合均匀，并细磨，得到混合料；混合料经炭化处理，得到炭化料；向炭化料中加入粘结剂，在加热条件下进行混合、捏制，之后进行成型、干燥处理，得到成型炭化料；将成型炭化料送入活化装置中，并向活化装置中通入水蒸汽，水蒸汽对成型炭化料进行活化处理，得到活性炭。本发明的方法中，流化床飞灰不经浮选即可直接用于制备活性炭，实现了飞灰的资源化利用，并降低了活性炭的制备成本，并且，本发明还可利用流化床备煤系统产生的粉煤来制备活性炭，实现了粉煤灰的资源化处理，降低了流化床的后期除尘负荷，降低运行成本，设备操作更简单。

技术领域

本发明涉及环保领域，具体涉及一种利用流化床飞灰和粉煤制备活性炭的方法。

背景技术

流化床气化技术具有煤种适应性广、投资省、见效快等的优点，是煤转化技术发展的重要方向。流化床气化技术产生的煤气中含有大量含碳量较高的飞灰，这些飞灰的粒径非常小，导致气化炉中碳转化率降低，不但会造成能源的浪费，还会污染环境，危害人体健康。

目前，飞灰的综合利用主要用作建材，其对含碳量的要求比较严格，标准《GB/T1596-2017用于水泥和混凝土中的粉煤》规定，三级标准的含碳量不得超过10％，而流化床飞灰的含碳量一般在30％以上，远远超过标准规定，因此很难用于建筑材料。

含碳量较高的飞灰的处理方法主要有：直接进入粉煤锅炉燃烧、掺混粉煤后成型再入炉燃烧、直接煅烧石灰石、飞灰浮选回收碳等。由于飞灰本身的粒径较小，直接入炉燃烧后停留时间短，燃烧效果不理想，燃烧性能较差。将飞灰掺混粉煤后成型再入炉燃烧需要消耗较多的能量和粘结剂，不利于节能减排。一般的用气厂家并不具备煅烧石灰石的条件，造成飞灰无法使用，浪费资源。飞灰浮选回收碳工艺需要消耗大量的化工原料和能源，处理成本高，不利于节能减排，并且，适应性较差，回收产率取决于颗粒的浸润性。因此，流化床飞灰目前尚无切实可行简单高效的处理方法，飞灰的处理一直困扰着用户，影响流化床的推广使用。

流化床气化过程产生的小粒径的粉煤，若进入气化炉内会增加操作难度，可能导致炉温失控，甚至停产。同时，小粒径原料入炉会使带出物增加，降低碳转化率，导致除尘系统负荷增加。因此，需要严格控制入炉粉煤的粒径分布，将小粒径粉煤分离出来作为制备活性炭的原料，从而实现不可再生资源最大限度的利用。

目前，利用粉煤灰制备活性炭的方法中，主要是先将粉煤灰经过浮选回收碳，然后再经活化处理得到活性炭成品，整个过程的工艺链较长，需要化学药剂，生产成本较高，并且需要化学药剂，容易造成二次污染，不利于环保。

而流化床飞灰颗粒中存在大量的孔隙结构，利用飞灰制备活性炭时可有效利用其自身的孔隙结构，同时减少对煤炭或生物质原料的消耗。飞灰作为一种固体废弃物，对其进行资源化处理不仅符合环保要求，而且可以实现经济效益，实现工业生产过程零排放。

发明内容

鉴于现有技术中在流化床飞灰、粉煤等处理过程中存在的问题，并充分利用流化床飞灰本身具有孔隙架构的特性，本发明提出了一种利用流化床飞灰和粉煤制备活性炭的方法，该方法实现了流化床飞灰和粉煤的资源化利用，降低了运行成本，提高了能量利用率。

本发明提供了一种利用流化床飞灰和粉煤制备活性炭的方法，包括步骤：将流化床飞灰、粉煤混合均匀，并细磨，得到混合料；所述混合料经炭化处理，得到炭化料；向所述炭化料中加入粘结剂，在加热条件下进行混合、捏制，之后进行成型、干燥处理，得到成型炭化料；将所述成型炭化料送入活化装置中，并向所述活化装置中通入水蒸汽，所述水蒸汽对所述成型炭化料进行活化处理，得到活性炭。

进一步地，所述混合料中，所述流化床飞灰和粉煤的重量配比为：0.5～3.5:1。

作为本发明优选的实施方式，所述粉煤为流化床备煤系统产生的，所述粉煤的粒径小于2mm。