專利名稱：一種優質褐煤基活性炭的制造方法
技術領域：
本發明涉及一種以褐煤為原料制造活性炭，特別是以優質褐煤制造褐煤基活性炭的方法。
目前國內煤基活性炭的生產，多采用無煙煤做原料，例如中國專利CN1062709A《木質褐煤制備活性炭》、GK87100558A《由煤制造顆粒活性炭方法》所提出的工藝過程需加入粘結劑成型造粒后，才可炭化、活化得到活性炭;國外專利AU8547977《用褐煤或泥煤生產活性炭》;DD-228531《用高溫褐煤焦制備活性炭》;DD-268677《用褐煤焦制備微孔活性炭》所提出采用褐煤生產活性炭，則需要進行酸洗或加入堿金屬碳酸鹽等化學物質處理。由于化學物質易對環境產生污染或對設備腐蝕，活性炭的生產成本較高。
本發明的目的在于提供一種以優質褐煤為原料，不經過任何化學予處理或后處理，采用新的制造方法生產優質褐煤基活性炭的方法，采用該方法生產活性炭，省去原料配料后處理工序、縮短工藝流程和時間，減少設備投資，降低了活性炭成本，為礦大活性炭在各種工業、環保及商業，國防上應用的可能性。
本發明精選開采灰份小于8%、揮發份在40-55%的優質褐煤為原料，先將褐煤破碎篩分成1-25mm粒度的物料，將物料放入干鎦爐中在400-800℃的溫度下干鎦2-8小時，得到干鎦煤(炭化料)，將干鎦煤再篩分棄除小于1mm的粉炭或者將干鎦煤磨成＜100目的炭粉后加入其重量比6%的水和12%的煤焦油在200-500Kg/cm2壓力下擠壓成1-6mm的條狀炭后涼干，將再篩分后的干鎦煤或者條狀炭加入到斯列普連續直立活化爐中在850-950℃溫度下通入500℃以上的過熱蒸汽活化10-50小時，就得到無定形或者條狀褐煤基活性炭。
現結合褐煤基活性炭制造工藝流程
圖1，對本發明作詳細描述。
本發明制造活性炭方法的主要原料是采用灰份含量低于8%的優質褐煤，先破碎、篩分達1-25mm粒度的碎塊，然后加入到干鎦爐中隔絕空氣，進行外部加熱，將揮發物由40-60%降低至8%以下，水分由50%左右降低到10%以下，整個干鎦過程需要2-8小時，物料溫度在400-800℃范圍內，物料經干鎦后自然碎裂，產生粉狀炭，灼熱的干鎦煤經水冷卻后卸出、涼干、篩分除棄小于1mm的粉炭，然后將干鎦煤加入到斯列普爐中，爐溫上段為400-800℃、中段為800-900℃，下段為950-600℃，干鎦煤從爐子上段加入，逐漸升溫，被從爐中段通入的500℃過熱水蒸汽活化，蒸汽與干鎦煤逆向流動接觸，然后落入下段逐漸降溫，最后用140℃以下的飽和蒸汽冷卻后，從爐中卸出，即得到無定形優質褐煤基活性炭，整個活化過程需10-30小時。
或者將上述干鎦爐出來的干鎦煤磨成小于100目的炭粉，加入其重量比6%的水和12%的煤焦油(煤焦油含煤瀝清40-60%)混合均勻后，在200-500Kg/cm2的壓力下擠壓成1-6mm的條狀炭，經空氣涼干或烘干后，除去水份，如上述過程一樣加入到斯列普爐中用過熱水蒸汽活化，物料在爐中中段仃留時間要延長從入料到出料的整個過程需20-50小時。
以下結合實施例1、2、3對本發明進一步說明。
實施例1、(實驗室生產)
在我國云南省先鋒礦區選擇優質褐煤礦點、用人工開采或水上范圍機械開采優質褐煤，開采中不能混入灰粉大于8%褐煤、經顎式破碎機破碎到小于25mm后，取樣化驗，其原料煤的各項質量指標為全水份37%、空氣干燥基水份14.38%、干基灰份2.10%、干燥無灰基揮發份51.09%、干燥基全硫0.88%，干燥無灰基碳含量69.66%，干燥無灰基氫含量4.90%，此樣為A。
取A樣3公斤，破碎至小于6mm、篩去1mm以下的粉煤作為樣B;
取B樣200克置于反應釜中，加熱反應釜，按2-5℃/min的升溫速度將反應釜中的原料加熱到550℃恒溫2小時，待反應釜排氣管中無黃煙排出時完成干鎦過程，然后通入10g/min流量的水蒸汽，壓力0.02MPa繼續使反應釜以每分鐘5℃的速度升溫，得溫度升到900℃時，在繼續通入蒸汽，保持溫度5小時，進行活化反應完畢。此時停止對反應釜進行加熱，載斷蒸汽，讓反應釜自然冷卻到室溫。打開反應釜得到的反應產物即褐煤基活性炭，該產品性能為碘值1240.57mg/g、亞甲藍吸付值242.82mg/g，水容量133.02ml，灰分12.72%，產品得率(以原煤干燥基為100計)10%。
實施例2(工業性生產)取實施例1中的A樣1500公斤，篩去小于1mm的粉煤為樣C;
取樣C500公斤，加入到直立式連續倒焰無回收干鎦爐中，在燃燒室溫度700℃，炭化室溫度600℃下，干鎦2小時，使揮發分降到8%以下得干鎦煤D，將干鎦煤D經篩分除去粉炭(＜1mm)、加到活化爐中;用0.2MPa水蒸汽經活化爐過熱器升溫至500℃、進入活化段中與干鎦煤接觸進行活化反應，反應溫度900℃，時間15小時。經爐內水冷卻后出料即得到優質褐煤基活性炭，其產品性能為灰份7.44%，碘吸附值868.79mg/g，亞甲藍吸付值110mg/g，水容量76.4%，裝填密度369g/l，強度88.3%，收率(對干基原料煤)25%。
實例3將干鎦煤D用高效振動磨磨成小于100目的碳粉，在雙鉸籠控合機中與重量比6%的水和12%的煤焦油混控均勻，用油壓機在200kg/cm2的壓力擠壓成型，在空氣中涼干2天，采用煤氣加熱的迥轉炭化爐進行炭化及得到揮發份小于5%的條狀炭化料，然后加入到斯列普爐中活化45小時，得到強度按GB/T12496.22-90測定大于80%，其它指標不低于實施例2的條狀優質褐煤基活性炭。
該優質褐煤基活性炭灰份＜12%，碘吸付質＞800mg/g，比表面積＞1000m/g、亞甲蘭吸付值＞105mg/g，均達到國標要求。該產品用于自來水凈化，含鉻廢水處理，印染廢水脫色、貴金屬富集、水果蔬菜保鮮、各種異味的去除(如電冰箱)等，比同類產品成本降低40%，且性能優良。
權利要求
1.一種以精選優質褐煤為原料，經破碎、篩分、干鎦、再篩分、活化、制造優質褐煤基活性炭的方法，其特征在于a、精選開采灰份＜8%，揮發份在40-55%的優質褐煤為原料；b、原料煤經破碎篩分成1-25mm粒度的物料；c、將選出的物料放入干鎦爐中在400-800℃的溫度下干鎦2-8小時，得到干鎦煤(炭化料)；d、將干鎦煤再篩分棄除＜1mm的粉炭，或者將干鎦煤磨成＜100目的炭粉后加入其重量比6%的水和12%的煤焦油(煤焦油含煤瀝青40-60%)在200-500kg/cm2壓力下擠壓成1-6mm的條狀炭后涼干；e、將再篩分后的干鎦煤或者條狀炭加入到斯列普連續直立活化爐中在850-950℃溫度下通入500℃以上的過熱蒸汽活化10-50小時，得到無定形或者條狀褐煤基活性炭。
全文摘要
本發明涉及一種利用我國富存的褐煤為原料制造優質褐煤基活性炭的方法。該方法通過科學選料配料，精確控制原料粒度配比，將物料在400—900℃溫度下炭化4—8小時，在850—950℃溫度下活化10—50小時，制成性能良好的活性炭。經測試表明，優質褐煤基活性炭比表面積大，碘吸附值、亞甲藍吸附值均高，達到國標要求。本發明不經過任何化學預處理或后處理，省去配料后處理工序，縮短工藝流程和時間，減少設備投資，可降低活性炭的生產成本40％。
文檔編號C01B31/10GK1086791SQ92113129
公開日1994年5月18日 申請日期1992年11月10日 優先權日1992年11月10日
發明者尹承緒, 黃紹賢, 黃友莉, 趙家云 申請人:昆明煤炭科學研究所