[发明专利]一种兰炭基活性吸附材料的制备方法

说明书

本发明的一种兰炭基活性吸附材料的制备方法，通过对煤化工中煤炭分级提质低温干馏后的废弃物兰炭进行粉碎、酸碱预处理、造粒成型、活化，制得吸附性能好的兰炭吸附材料，本发明对兰炭进行了优化使用，扩大了具有特殊性质的兰炭的使用范围，增加了产品附加值，提高了其市场利用价值；同时，该产品的造价低，吸附效率相较市售常见煤质活性炭高，碘吸附值提高了10‑20％。

技术领域

本发明涉及活性炭生产领域，具体为一种兰炭基活性吸附材料的制备方法。

背景技术

活性炭材料作为一种性能优良的吸附剂，已经广泛地应用于化工、环保、食品加工、冶金、药物精制、军事化学防护等各个领域，尤其在污水处理、空气净化、大气污染防治等方面显示出诱人的前景。活性炭的原料主要来源于富含碳的有机材料，如煤、木材、果壳、椰壳、核桃壳、杏壳、枣壳等。在高温和一定压力下，有机材料热解转换为活性炭，产生巨大的表面积和复杂的孔隙结构。活性炭中孔隙的大小对吸附质有选择吸附的作用。

随着全球科技的高速发展和环保意识的加强，传统的水处理及气体处理市场对活性炭的需求不断增长，整个社会对活性炭的质量性能提出了新的要求，活性炭制备原料也由椰壳、木材和煤扩展到含炭植物、生物和废弃物等。

近年来随着我国产业结构调整和节能减排目标的实施，一批煤炭深加工装置建成投产，其中副产品兰炭产能过剩，应用途径较少，产品附加值低的现象非常突出。兰炭来源于煤的中低温干馏，有较高的碳含量，相对煤质原料具有固定碳高、灰分和挥发分低、粘结指数低、孔隙结构发达、资源丰富、价格便宜等优点，可以直接活化制备活性炭，因而在制备高质量活性炭方面具有很大的优势。

发明内容

本发明的目的是提供一种以兰炭为原料制备活性吸附材料的方法，该活性吸附材料的原料资源丰富，价格较低，活性炭产品吸附能力强，对煤化工行业煤炭分级提质废弃物兰炭的资源化利用意义重大，可有效促进我国煤化工产业经济效益、环境保护、产业结构化等各个方面协调发展。

为了实现上述目的，本发明提供一种以兰炭为原料制备活性炭的方法，该方法主要包括以下步骤：

(1)粉碎：用破碎机将原料兰炭粉碎，并筛分成兰炭粉末；

(2)酸碱预处理：将兰炭粉末分别用酸碱进行预处理，蒸馏水洗涤至中性并干燥后得到预处理后的兰炭粉末，备用；

(3)造粒成型：将步骤(2)中得到的预处理后的兰炭粉末加入粘结剂中混合均匀，并制得兰炭粉末成型料，利用成型机进行造粒成型，烘箱干燥至水分低于1％，得到兰炭颗粒；

(4)活化：将兰炭颗粒置于活化炉中，并在氮气保护下炭化活化，得到兰炭基活性吸附材料。

进一步，所述原料兰炭为煤化工中煤炭分级提质低温干馏后的废弃物。

其中，所述兰炭按照质量分数计，其指标参数为：空干基水分2.3-3.7％，收到基灰分8.7-10.9％，挥发分8.0-11.6％，固定碳68-73％，全硫0.26-0.40％。

其中，所述粘结剂为酚醛树脂、羧甲基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛、煤焦油、改性淀粉中的一种或几种的组合。

进一步，兰炭破碎至细度50-200目。

进一步，以100重量份的所述兰炭为基准，所述粘结剂的添加量为2-30重量份。

进一步，所述成型机的成型压力为5-15MPa。

进一步，炭化过程的炭化温度为350-500℃，时间为10-30min，活化过程的活化温度为700-950℃，时间为1-3h。

进一步，炭化过程之前，氮气氛围下活化炉的升温速率为3-5℃/min；炭化过程之后，活化过程之前，氮气氛围下活化炉的升温速率为5-10℃/min。