[发明专利]煤质柱状活性炭及其制备方法

说明书

本发明提出一种煤质柱状活性炭及其制备方法。煤质柱状活性炭的制备方法包含以下步骤：破碎和磨粉，提供大同弱粘煤和山东肥煤，分别破碎、磨粉为煤粉；混合挤压成型，将大同弱粘煤煤粉与山东肥煤煤粉置入捏合机中并加入成型粘结剂，于室温条件下搅拌混合、挤压成型而形成炭条；炭化，将炭条置入炭化装置进行炭化，由室温加热至600℃并停留0.5h～1h，形成活性炭粗品炭料；活化，将活性炭粗品炭料置入活化炉进行活化，活化温度为910℃～930℃并停留2h～3h，形成煤质柱状活性炭。本发明所选用的原料来源丰富，无需对原料进行脱灰等预处理，无需加入添加剂和化学催化剂而不会对制备设备造成腐蚀和环境污染。本发明制备工艺路线简单，成本低廉，易于大规模生产。

技术领域

本发明涉及活性炭生产技术领域，尤其涉及一种煤质柱状活性炭及其制备方法。

背景技术

活性炭拥有稳定的化学性质，耐酸、耐碱，并具有很好的强度，能经受水浸、高温和高压作用，而且使用失效后可以再生重复利用，是应用广泛的碳质吸附材料。其结构中存在的中孔孔道(2nm～50nm)不但能够吸附一些大分子物质，还可作为连接微孔和大孔的桥梁，使颗粒物、微生物、大分子有机物及部分溶解性物质变成可超滤去除的物质。但目前我国活性炭材料，特别是煤质活性炭，中孔不够丰富，孔容积很难达到0.5mL/g以上，中孔率一般不超过30％，仅适合对小分子物质的吸附，这一缺点直接限制了活性炭对染料、维生素等有机大分子的吸附。

近年来，有关制备中孔活性炭的中文专利所提及的制备方法存在着一定不足之处：如CN102040218A和CN101618871A是利用氯化锌为活化剂生产中孔活性炭，但氯化锌使用过程中具有一定的腐蚀性和挥发性，会对生产设备造成腐蚀并污染环境；而CN100519412C中的制备过程是将沥青在5MPa左右的高压环境下进行热缩反应，对生产设备有着较为苛刻的要求；专利CN101717085A制备方法是在煤沥青中加入纳米陶瓷粉、氧化镁、二氧化硅等添加剂进行氧化，使用强碱性活化剂(KOH、NaOH等)进行活化，再由清洁剂(乙醇、丙酮等)清洗，最后干燥得到中孔活性炭微球。不难看出，目前能够制备中孔发达的活性炭的现有方法仍存在所需原料昂贵、操作过程复杂冗长、难以应用于大规模工业化生产等缺陷。

发明内容

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种无需对原料进行脱灰等预处理、无需加入添加剂和化学催化剂、工艺简单、成本低廉、易于实施的煤质柱状活性炭的制备方法。

本发明的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种采用本发明提出的上述煤质柱状活性炭的制备方法制成的煤质柱状活性炭。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供一种煤质柱状活性炭的制备方法。其中，所述煤质柱状活性炭的制备方法包含以下步骤：

破碎和磨粉，提供大同弱粘煤和山东肥煤，分别破碎、磨粉为煤粉；

混合挤压成型，将大同弱粘煤煤粉与山东肥煤煤粉按3.5:1～4.5:1的质量比混合并加入成型粘结剂，将混合后的物料于室温条件下搅拌混合、挤压成型而形成炭条；

炭化，将所述炭条置入炭化装置进行炭化，由室温加热至600℃并停留0.5h～1h，形成活性炭粗品炭料；以及

活化，将所述活性炭粗品炭料置入活化炉进行活化，活化温度为910℃～930℃并停留2h～3h，形成煤质柱状活性炭。

根据本发明的其中一个实施方式，所述大同弱粘煤的灰分小于或等于3％。和/或，所述山东肥煤的灰分小于2％。

根据本发明的其中一个实施方式，所述山东肥煤的挥发分为35％～45％。

根据本发明的其中一个实施方式，所述大同弱粘煤煤粉的细度为200目通过率80％。和/或，所述山东肥煤煤粉的细度为200目通过率80％。