專利名稱：低灰煤質活性炭快速活化生產工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種活性炭的生產工藝，特別是一種低灰煤質活性炭快速活化生產工藝。
背景技術：
活性炭是一種用途十分廣泛的吸附劑、催化劑和催化劑載體。目前對于一些要求較高的煤質活性炭，如作為凈化水使用的活性炭、作為準炭分子篩使用的活性炭，都必須采用低灰無煙煤為原料來生產，以降低產品中的重金屬及灰分。現(xiàn)有活性炭的生產工藝是:原料洗選、干燥、制粉、加煤焦油混捏成型、干燥、炭化、活化。在活化階段，炭化料的燒蝕度隨著活化時間的延長逐漸增大，由于低灰無煙煤的反應活性較低，這樣就會造成活性炭的活化需要較長時間，造成炭化料的燒蝕度增大和能源的浪費。低灰無煙煤是指灰分的重量百分比小于10%的無煙煤，灰分既影響活性炭的吸附性能，也影響其強度，所以煤基活性炭生產中要求灰分越低越好。作為優(yōu)質活性炭生產原料的寧夏太西無煙煤，其灰分僅為8.54%左右，因為低灰、生產的活性炭微孔發(fā)達、比表面積大、強度高而廣受歡迎，但是，太西無煙煤活化難是活性炭生產的一大難題，傳統(tǒng)的解決方法是在太西無煙煤中配入一定比例的煙煤來提高活化效率，但加入煙煤后產品的灰分會隨之升高，影響最終產品活性炭的質量。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供一種不加入煙煤就可有效提高低灰煤質活性炭的活化效率的低灰煤質活性炭快速活化生產工藝。本發(fā)明的技術方案是:一種低灰煤質活性炭快速活化生產工藝，其工藝步驟為:I)粉碎:將低灰無煙煤粉碎至小于200目的煤粉，然后加入煤粉重量4一7%。的堿性物質和4一7%。的硝酸鹽，混合均勻；2)捏合、炭化:將混合均勻后的煤粉加煤焦油、捏合、壓制成型烘干后，進入炭化爐炭化；3)水洗、酸洗、活化:將炭化后的物料放入60— 80°C熱水浸泡、洗滌40— 60分鐘
后，再用質量分數(shù)為5 —10%的稀鹽酸浸泡40— 80分鐘、水洗后將活性炭取出、烘干、活化，即為成品。上述低灰無煙煤為太西煤。上述堿性物質為NaOH、Κ0Η、Ca (OH) 2、Mg (OH) 2、Na2CO3中的一種或兩種以上任意比例的混合物，硝酸鹽為Ca (NO3) 2、KN03、NaNO3、Fe (NO3) 3、NH4NO3中的一種或兩種以上任意比例的混合物，上述堿性物質和硝酸鹽采用工業(yè)用純度。本技術方案的特點是在傳統(tǒng)活性炭生產工藝的基礎上，在低灰無煙煤中添加微量的堿性物質和硝酸鹽，這樣在炭化過程中煤粉中以硅酸鹽為主的灰分與堿性物質在高溫下反應，轉化為可溶性硅酸鹽，炭化料經水洗洗去浮灰和可溶性硅酸鹽，經酸洗去除金屬氧化物，降低了活性炭中金屬及灰分，提高了活性炭的品質，同時加入硝酸鹽的作用是在碳化的過程中氧化造孔，便于加速活化和提高活化效率。Si02+M0H==MSi03+H20, MSiO3可溶于水中，而金屬氧化物可溶于稀HCl中，M0+2HC1==MC12 (可溶)+H2O通過上述工藝改進后，可降低活化時間、活化能耗和炭化料的燒蝕度10%左右，同時活性炭成品的灰分可降低2— 4個百分點，四氯化碳吸附率(CTC)、碘吸附值、亞甲藍吸附值有所提高，這對于活性炭生產企業(yè)來說，由于只加入微量的堿性物質和硝酸鹽，噸成本只增加2— 4元，但可有效減少能源使用量和產品質量，節(jié)能減排效果明顯，噸成本可減少50元左右，對于年生產I萬噸的活性炭企業(yè)來說，年可降低生產成本50萬元左右。
附圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。 具體實施方案實施例1:如圖1所示，其工藝流程為:I)粉碎:將洗凈的太西煤粉碎至小于200目的煤粉，然后加入煤粉重量4%。的工業(yè)用NaOH和Ca (NO3) 2，混合均勻后，加煤焦油捏合、壓制成型、烘干后，進入炭化爐炭化；2)捏合、炭化:將上述混合均勻后的煤粉按現(xiàn)有的工藝加煤焦油捏合、壓制成型、烘干后，進入炭化爐炭化；3)水洗、酸洗、活化:將炭化后的物料放入60°C熱水浸泡，洗滌60分鐘后洗去浮灰，再用質量分數(shù)為5%的稀鹽酸浸泡80分鐘、水洗后將活性炭取出、烘干、活化，即為成品。在上述實施例的炭化過程中，煤粉中以硅酸鹽為主的灰分與NaOH在高溫下反應，反應過程:Si02+Na0H==Na2Si03+H20，Na2SiO3可溶于水中，而金屬氧化物可溶于稀HCl中，M0+2HC1==MC12 (可溶)+H20。經上述工藝生產的活性炭產品，四氯化碳吸附率(CTC值)為60的活性炭，其灰分降低了約2個百分點左右，70 (CTC值)活性炭的灰分降低了 3個百分點左右。經上述處理后，炭化料形成了一定程度的孔，為活化階段活化劑提供通道，提高活化效率，縮短活化時間。CTC一70的活化時間從27分鐘降低到22分鐘，CTC一60的活化時間從22分鐘降低到20分鐘。降低炭化料的燒蝕度，提高活化速度，得率增加。實驗數(shù)據(jù)如下表所示:
權利要求
1.一種低灰煤質活性炭快速活化生產工藝，其工藝步驟為: 1)粉碎:將低灰無煙煤粉碎至小于200目的煤粉，然后加入煤粉重量4一7%。的堿性物質和4一7%。的硝酸鹽，混合均勻； 2)捏合、炭化:將混合均勻后的煤粉加煤焦油捏合、壓制成型、烘干后，進入炭化爐炭化； 3)水洗、酸洗、活化:將炭化后的物料放入60—80°C熱水浸泡、洗滌40— 60分鐘后，再用質量分數(shù)為5 —10%的稀鹽酸浸泡40—80分鐘、水洗后將活性炭取出、烘干、活化，即為成品O
2.根據(jù)權利要求1所述的低灰煤質活性炭快速活化生產工藝，其特征在于上述低灰無煙煤為太西煤。
3.根據(jù)權利要求2所述的低灰煤質活性炭快速活化生產工藝，其特征在于上述堿性物質為NaOH、KOH、Ca (OH)2、Mg (OH)2^Na2CO3中的一種或兩種以上任意比例的混合物，硝酸鹽為Ca (NO3) 2、KN03、NaNO3、Fe (NO3) 3、ΝΗ4Ν03中的一種或兩種以上任意比例的混合物，上述堿性物質和硝酸鹽 采用工業(yè)用純度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種活性炭的生產工藝，特別是一種低灰煤質活性炭快速活化生產工藝，其工藝步驟為粉碎、捏合、炭化、水洗、酸洗、活化后即為成品。通過上述工藝改進后，可降低活化時間、活化能耗和炭化料的燒蝕度10%左右，同時活性炭成品的灰分可降低2—4個百分點，四氯化碳吸附率(CTC)、碘吸附值、亞甲藍吸附值有所提高，這對于活性炭生產企業(yè)來說，由于只加入微量的堿性物質和硝酸鹽，噸成本只增加2—4元，但可有效減少能源使用量和產品質量，節(jié)能減排效果明顯，噸成本可減少50元左右，對于年生產1萬噸的活性炭企業(yè)來說，年可降低生產成本50萬元左右。
文檔編號C01B31/08GK103172064SQ201310125369
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月12日 優(yōu)先權日2013年4月12日
發(fā)明者胡奇林, 楊旭洲, 齊志麗 申請人:寧夏大學