[发明专利]一种兰炭基活性焦及其制备方法

说明书

本发明属于资源综合利用技术领域，涉及一种兰炭基活性焦及其制备方法，将煤直接液化残渣进行去灰预处理，煤直接液化残渣预处理后粉碎至80‑120目并烘干；将兰炭末粉碎至80‑120目并烘干；再将兰炭末与煤直接液化残渣按照质量比为(3:2)‑(4:1)混合，加入用于成型的淀粉溶液并搅拌均匀，形成混合物A；将混合物A在5‑7MPa压力下压制成型，得到成型料条；将成型料条烘干；在保护气氛下对烘干后的成型料条进行炭化和活化处理；在保护气氛下使活化后的成型料条降温至室温，得到所述兰炭基活性焦。本发明以兰炭末为主要原料，添加煤直接液化残渣，通过磨粉、捏合、成型、炭化、活化制备高吸附性能和高强度的活性焦；该方法工艺简单，成本低，适合规模化工业生产。

技术领域

本发明属于资源综合利用技术领域，涉及一种兰炭基活性焦及其制备方法。

背景技术

传统活性焦的制备方法以原煤为基质，高温煤焦油为粘结剂，混合物经挤压成型、炭化、活化和改性等一系列过程而成。由于是以原煤为基质，所以炭化、活化时间长，能耗大，并且粘结剂高温煤焦油昂贵，致使活性焦生产成本高。

我国晋、陕、蒙接壤区侏罗纪煤炭资源储量大，煤质很好，低灰、低硫、低磷、发热量高、固定炭高、比电阻高、化学活性高。由于这些煤没有粘结性或粘结性很差，不能用于生产冶金焦炭，一般在中低温条件下干馏热解炼成兰炭。兰炭生产过程中，破碎、转运装卸及使用过程中会产生约占10％粒径小于3mm的兰炭末，因粒度小不能用于后续的电石与铁合金等生产领域，绝大部分仅用于电煤和民用等低级燃料廉价处理或废弃。近年来，随着兰炭产业的蓬勃发展，有大量的兰炭末严重积压，既占据大量土地又对环境造成污染，因此其回收利用一直倍受关注。

煤直接液化残渣是煤炭经过直接液化工艺后，产生的不能转化为液相或气相产物的固体残留物。煤直接液化残渣主要由未转化的煤有机质、无机矿物质以及残留的煤炭液化催化剂构成，其主要成分是具有较高利用价值的富碳有机组分，符合制备碳质吸附材料的条件。残渣灰分中的无机矿物质在制备炭材料时可能起到造孔的作用。煤直接液化残渣粘结性很强，从液化残渣的组成看，油类物含量比较高。煤直接液化过程中不管采用哪种液化工艺和固液分离技术，都会不可避免的产生约占原煤量30％左右的液化残渣。随着煤直接液化技术的大力发展，液化残渣所带来的环境问题会逐渐凸现出来，成为制约煤液化技术作为可持续发展技术的一大难题。

发明内容

针对传统活性焦生产成本高，性能不佳的现状，基于兰炭末和煤直接液化残渣的特性，本发明提出一种兰炭基活性焦及其制备方法，本发明以兰炭末为主要原料，添加一定比例的煤直接液化残渣，通过磨粉、捏合、成型、炭化、活化制备高吸附性能和高强度的活性焦；该方法工艺简单，成本低，适合规模化工业生产，是兰炭末、煤直接液化残渣大掺量、高值利用的一种有效途径，应用前景广阔。

本发明采用如下技术方案：

一种兰炭基活性焦的制备方法，包括以下步骤：

(1)准备原料：将煤直接液化残渣进行去灰预处理，煤直接液化残渣预处理后粉碎至80-120目并烘干；将兰炭末粉碎至80-120目并烘干；

(2)再将兰炭末与煤直接液化残渣按照质量比为(3:2)-(4:1)混合，加入用于成型的淀粉溶液并搅拌均匀，形成混合物A；

(3)将混合物A在5-7MPa压力下压制成型，得到成型料条；

(4)将成型料条烘干；

(5)在保护气氛下对烘干后的成型料条进行炭化和活化处理；

(6)在保护气氛下使活化后的成型料条降温至室温，得到所述兰炭基活性焦。

所述步骤(1)中，将氢氟酸与煤直接液化残渣按质量比为1：(4-10)混合，进行去灰预处理。

所述步骤(1)中，煤直接液化残渣和兰炭末的烘干温度均为105℃-120℃，烘干时间均为4h-6h。