[发明专利]一种提高煤质活性炭生产效率的制备方法

说明书

本发明提供了一种提高煤质活性炭生产效率的制备方法，包括以下步骤：1)将煤粉原料、添加剂、煤焦油及水混合，搅拌均匀后压制为成型条，自然干燥；2)将经所述步骤1)得到的成型条置于炭化炉内，从300℃±100℃匀速升温至600℃±100℃，炭化30±20min，出炉冷却；3)将经步骤2)处理后的炭化料置于活化炉内，在活化炉内通入活化剂进行物理法活化，活化炉内温度为900℃±60℃，冷却得到活性炭。本发明方法通过炭化预造孔和活化深度造孔两步法实现活性炭预期技术指标，大幅缩短了活化剂进入炭粒内部的时间，提高生产效率。炭粒内部和表面同时造孔，避免了活化剂在缓慢渗透进入炭粒内部之前对炭粒表面的过度烧蚀，降低物料损耗，提高了产出比。

技术领域

本发明属于活性炭制备的技术领域，特别涉及一种提高煤质活性炭生产效率的制备方法。

背景技术

现有煤质活性炭生产技术中，主要工序一般包括以煤粉和煤焦油为原料进行混捏成型，经过炭化和活化，制备成活性炭产品。

活性炭是含碳的物质经过炭化和活化制成的多孔性人造炭质吸附剂，它具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积。简单的说，活性炭是一种类海绵体的多孔炭材料。煤质活性炭的生产原料一般都是煤，作为碳源，为了制备成有型的柱状或球状颗粒，采用煤焦油(或煤沥青)作为粘结剂。原料煤和煤焦油(或煤沥青)的化学性质是固有的，因此，650℃炭化后的物料，几乎没有孔隙，920℃左右活化时，才开始造孔，由此，活化剂(水、二氧化碳、氧气等)从炭粒外表面逐步向内渗透，表面的碳被活化剂腐蚀后，形成空缺，再逐步向炭粒内部形成孔道，向内形成孔道的同时，炭粒表面暴露在活化剂氛围中，只要碳与活化剂接触，就发生化学反应，碳被消耗掉，形成碳氧化合物溢出，因此，在炭粒内部造孔未达到预期效果之前，炭粒表面的碳和活化剂保持着化学反应，碳被不停的烧失，物料消耗较大，产出比较低，生产效率较低。

例如CN202110351745.2公开了一种氮气/甲烷分离用煤基活性炭的制备方法及制得的活性炭，所述制备方法包括以无烟煤为原料并粉碎；将粉碎所得煤粉与粘结剂、活化催化剂和水混合均匀，得到混合物；将所得混合物经加压成型，并将成型条自然晾晒使其固化；将固化好的成型条放入炭化炉内，在隔绝空气的条件下使其炭化；将所得炭化料放入活化炉中，采用二氧化碳气体作为活化剂进行活化，以得到所述氮气/甲烷分离用煤基活性炭。其是在炭化工段隔绝空气，不会发生氧化还原反应，碳不被烧蚀，也就不会产生新的孔隙，仅在活化工段造孔，生产同等吸附指标的活性炭需要更长的时间，碳烧蚀更严重，生产效率较低，产出比较低。并且由于其是在隔绝空气的条件下使其炭化，环境要求较高，难以实现规模化工业生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高煤质活性炭生产效率的制备方法。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种提高煤质活性炭生产效率的制备方法，包括以下步骤：

1)将煤粉原料、添加剂、煤焦油及水混合，搅拌均匀后压制为成型条，自然干燥；

2)将经所述步骤1)得到的成型条置于炭化炉内，从200℃-400℃开始匀速升温至500℃-700℃，炭化10-50min，出炉冷却，得到炭化料；

3)将经步骤2)得到的炭化料置于活化炉内，在活化炉内通入活化剂进行物理法活化，活化炉内温度为840℃-960℃，冷却得到活性炭。

根据本发明的方法，所述步骤1)中，煤粉原料为：将煤破碎制成煤粉，200网目通过率≥80％，优选90％，以此作为煤粉原料。

根据本发明的方法，所述步骤1)中，煤粉原料、添加剂、煤焦油及水按质量比1：(0.0001-1.0)：(0.0001-0.8):(0.0001-1.0)混合；生产直径4mm或4.8mm活性炭时，优选比例1:0.05:0.2:0.15，其中，煤焦油作为粘结剂，水作为润滑剂。