[发明专利]一种环保且具有孔隙结构的沥青基球形活性炭的制备方法

权利要求书

1.一种环保且具有孔隙结构的沥青基球形活性炭的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、原料制备，将软化点为160～260℃的煤沥青、软化点为30～60℃的煤沥青和干燥后超富集植物的粉体，按照质量比1:0.5～0.7：0.01～0.3，在28～55℃下通过机械搅拌进行均匀混合；所述超富集植物为种植于重金属污染后的土壤中，用于吸收土壤中重金属的羊齿类铁角蕨、野生苋、天蓝褐蓝菜、蒿属、芥菜、酸模草中的至少一种；

所述干燥的超富集植物，水分含量不高于3%；

步骤2、喷雾造粒并回收煤沥青，将步骤1所制得的混合原料加入喷雾造粒机中，进行喷雾造粒，制得粒径为0.12～2.3mm的煤沥青颗粒粉体，由于软化点为30～60℃的煤沥青的挥发造成粉体具有一定孔隙，球形度89～97%，回收收风装置中软化点为30～60℃的煤沥青；

步骤3、煤沥青微球不熔化，将步骤2所制造煤沥青颗粒粉体置于不熔化炉中，通入1～5m³/h的空气，并以0.5～2℃/min的升温速度升温至140～240℃，制得不熔化煤沥青粉体颗粒，球形度89～97%；

步骤4、热解制备碳微球并活化，在高纯氮气保护下，将步骤3制备的不熔化煤沥青粉体置于热解炉中，以2～6℃/min的升温速度升温至1000℃，保温0.5h，降温至860℃后，将氮气切换成20m³/h流量的水蒸气，并在该温度下反应1.5h，制得沥青基球形活性炭；

步骤5、活化微球的后处理，将步骤4所制球形活性炭，依次进行酸洗、水洗、过滤、干燥后，制得沥青基球形活性炭，其中，所述酸洗的酸为硝酸、硫酸、盐酸的水溶液之一，酸洗1～10h；

所述的水洗的水为去离子水，多次水洗后，水洗液不再检测出含有硝酸根、硫酸根和氯离子其中的任何一种即为水洗结束；

所述的干燥，其温度为100～400℃。

2.根据权利要求1所述环保且具有孔隙结构的沥青基球形活性炭的制备方法，其特征在于：

步骤1中所述的原料包括软化点为160～260℃的煤沥青、软化点为30～60℃的煤沥青和干燥后超富集植物的粉体，质量比分别为比1:0.5～0.7：0.01～0.05，在28～55℃下，通过机械搅拌均匀混合，得到用于制备沥青基球形活性炭的原料。

3.根据权利要求1所述环保且具有孔隙结构的沥青基球形活性炭的制备方法，其特征在于：所述干燥的超富集植物的研磨粉体的制备，经过球磨机研磨成粉体，粒径极大直径不高于0.001mm。

4.根据权利要求1所述环保且具有孔隙结构的沥青基球形活性炭的制备方法，其特征在于：

步骤2中所述的喷雾造粒，原料加热至130～200℃，以0.1～0.5MPa 的喷雾压力在160～220℃的干燥室进行喷雾造粒，热风温度160～220℃，制得粒径为0.12～2.3mm的煤沥青颗粒粉体，由于软化点为30～60℃的煤沥青的挥发造成微球具有一定孔隙，球形度89～97%，收风温度为20～30℃，回收收风装置中软化点为30～60℃的煤沥青。

5.根据权利要求1所述环保且具有孔隙结构的沥青基球形活性炭的制备方法，其特征在于：

步骤3、煤沥青微球不熔化，将步骤2所制造煤沥青微球粉体置于不熔化炉中，以室温为初始温度，以0.5～2℃/min的升温速度升温至140～240℃，保温1～3h，冷却至室温得不熔化煤沥青微球颗粒，球形度89～97%，此过程不停通入空气，空气流量为1～5m³/h。

6.根据权利要求1所述环保且具有孔隙结构的沥青基球形活性炭的制备方法，其特征在于：

步骤4、热解制备碳微球并活化，所述氮气的纯度不低于99.99%。