[发明专利]一种低成本沥青基复合球形活性炭的成球工艺

说明书

一种低成本沥青基复合球形活性炭的成球工艺，将均为固态粉状的高软化点沥青、固态炭材和添加剂萘混合均匀作为成球熔体原料；将成球熔体原料加入具有搅拌推进出料功能的密封装置中并通过加热装置升温至200～250℃得到液相复合沥青熔体；将液相复合沥青熔体导入熔体沥青旋转造粒喷盘，在旋转造粒喷盘的离心作用下，液相复合沥青熔体以液滴的形式被造粒喷盘沿水平切线方向抛出，液滴通过自身张力自动收缩成圆球的形状且与冷媒接触换热后相变为固态的球形颗粒。本发明降低了沥青基球形活性炭高昂的生产成本，拓展了沥青基球形活性炭的应用范围，为沥青基球形活性炭的工业化生产和产品推广奠定良好基础。

技术领域

本发明属于沥青基球形活性炭制造技术领域，具体涉及一种低成本沥青基复合球形活性炭的成球工艺。

背景技术

沥青基球形活性炭属活性炭行业顶级高科技产品，目前全球只有日本吴羽化学工业株式会社实现了工业化生产。沥青基球形活性炭的生产工艺路线是：沥青原料—成球—不熔处理—炭化—活化。其中成球工艺是沥青基球形活性炭生产的基础工序，更是沥青基球形活性炭工业化的核心技术之一。传统的沥青基球形活性炭的乳化法成球工艺对于实验室的小批量研发而言是成功的，但目前还不能满足工业化连续生产的要求。

上世纪九十年代我国已经完成了沥青基球形活性炭实验室阶段的研发，但至今没有实现工业化规模的量产，其原因主要就是工业化的工艺及装置还未能突破以及制造成本居高不下导致应用市场无法接受。

本申请人之前的发明专利《熔体沥青旋转造粒喷盘CN200410025815.1》，公开了一种熔体沥青旋转造粒喷盘，实现了熔体沥青工业化规模造粒，具体方法是将液态的熔体沥青经该喷盘的端面以液滴的形式抛出，其液滴在降落的过程中与冷媒换热后自动收缩冷却成球形的固态颗粒，该专利已成功应用在粒状路用改性沥青的工业造粒工艺中，可以满足沥青球形颗粒的工业化生产的需求，是一个能够量产的球状沥青颗粒造粒工艺及装置。但该专利应用的前提是用于造粒的沥青熔体必须具有一定的液态流动性，这对于一般软化点的沥青原料来讲是不成任何问题的。

而用于生产球形活性炭的沥青，则必须是软化点高于250℃的高软化点沥青。另外沥青基球形活性炭的成球工艺中还必须添加一种小分子的芳香烃类物质作为造孔添加剂，比如添加萘、菲、蒽等物质，添加剂的主要作用是在沥青球体内造孔，当沥青球形颗粒成型后，则还须用正己烷等化学溶剂将这些添加剂从沥青球体中提取出来，此时的沥青球体中就随着添加剂的溢出而形成了无数孔道，这些孔道就是后序不熔处理工艺时含氧气体进入沥青球体进行交联的必经之路，同时也是沥青球体中氢组分溢出的必经之路，故添加剂在沥青基球形活性炭的生产工艺中是一个不可或缺的重要环节。同时添加剂还有一个非常重要的功能，就是可以使沥青熔体的粘度降低，即熔体的流动性得以提高，而这一效果又正是《熔体沥青旋转造粒喷盘CN200410025815.1》造粒工艺所期望和必需的。从综合因素考虑，萘、菲、蒽等添加剂中萘的价格最低，同时用正己烷等化学溶剂将萘从沥青球体中提取出来的效果也要比菲、蒽等其他物质好许多。

此外，要想通过《熔体沥青旋转造粒喷盘CN200410025815.1》实现高软化点沥青熔体的造粒，关键还在于如何保持高软化点沥青熔体的高温流动性。本申请人之前的发明专利《制备含有添加剂的高软化点沥青熔体的方法及装置CN201710149170.X》，可连续批量制备含有添加剂的高软化点沥青熔体，与《熔体沥青旋转造粒喷盘CN200410025815.1》配合即可实现高软化点沥青熔体的量产造粒。

虽然本申请人之前的两项发明专利配合使用便可解决沥青基球形活性炭的成球工艺，同时还实现了工业连续生产。但沥青基球形活性炭的高成本高价格仍然是制约其工业化难以实施以及产品难以推广应用的主要因素。