[发明专利]成本低且具有层次孔结构沥青基球形活性炭的制备方法

权利要求书

1.一种成本低且具有层次孔结构沥青基球形活性炭的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将特种煤沥青、造孔剂按质量比1：0.1～0.3在常温下通过双螺杆挤出机进行均匀混合，然后制成直径为2～3mm的造孔剂/煤沥青条；

步骤2、采用对辊式破碎机，将步骤1所制得的造孔剂/煤沥青条进行破碎，制得粒径为0.6～2mm的造孔剂/煤沥青颗粒；

步骤3、将步骤2所制每500kg造孔剂/煤沥青颗粒置于5000L的高压反应釜中，添加3000L去离子水和10～50kg聚乙烯醇，并通入99.99%的高纯氮气使得反应釜内的压力保持在0.2～2MPa；将高压反应釜先以5℃/min的升温速度升温至70～135℃，并恒温30min；然后自然降温至30～65℃，得到直径为0.6～2mm的造孔剂/煤沥青球；

步骤4、将步骤3所制造孔剂/煤沥青球置于回转炉中，通入5～50m³/h的空气，并以0.5～2℃/min的升温速度升温至300～360℃，让造孔剂或特种煤沥青中的轻组分发生分解或裂解反应，使得煤沥青球内部产生适量的孔隙，制得含孔煤沥青球；并且煤沥青中的轻组分和造孔剂在分解或裂解过程中，会产生适量的大孔、中孔、微孔；

步骤5、将步骤4所制含孔沥青球置于5～50%浓度的酸性水溶液中，在20～80℃液相氧化2～8h；通过过滤分离，并用去离子水将含孔煤沥青球水洗5次，然后在100～150℃干燥2～6h，制得含孔氧化沥青球；

步骤6、待步骤5的液相氧化结束后，将含孔氧化沥青球置于回转炉中，并通入纯度为99.99%的氮气；然后以5～10℃/min的升温速度升温至800～900℃，并在此温度下恒温2～4h，制得炭化沥青球；

步骤7、待步骤6的炭化结束后，采用自动降温，将温度降至700～850℃，恒温30min后，将氮气切换成30～60m³/h流量的水蒸气，并在该温度下反应2～10h，制得沥青基球形活性炭；

步骤8、将步骤7所制球形活性炭，在常温下进行酸洗，酸性水溶液的浓度为5～65%，然后进行水洗、过滤、干燥，即制得沥青基球形活性炭。

2.根据权利要求1所述成本低且具有层次孔结构沥青基球形活性炭的制备方法，其特征在于：

步骤1中所述的特种煤沥青，包括软化点为130～170℃的高温煤沥青、软化点为170～230℃的重质沥青渣，即浸渍剂煤沥青的底料，中的一种或二者混合物，其中特种煤沥青的结焦值为60～78%、喹啉不溶物含量为15～48%，特种沥青的灰分含量0.1～3%。

3.根据权利要求1所述成本低且具有层次孔结构沥青基球形活性炭的制备方法，其特征在于：

步骤1中所述的造孔剂为煤焦油、软化点为30～45℃的煤沥青、软化点为30～45℃的石油沥青、乙烯渣油、酚醛树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯中的一种。

4.根据权利要求1所述成本低且具有层次孔结构沥青基球形活性炭的制备方法，其特征在于：

步骤5中所述酸性水溶液中的酸为硝酸、硫酸中的一种或两种的混合溶液。

5.一种沥青基球形活性炭，其特征在于：使用所述权利要求1-4中的任何一项方法制得。

6.根据权利要求5所述沥青基球形活性炭，其特征在于：沥青基球形活性炭的球径为0.4～1.5mm、密度为0.5～0.85g/cm³、比表面积为800～1500m²/g、抗振强度高于95%，微孔含量为60～83%，中孔含量为30～5%，大孔含量为10～12%，球形度高于99%。