一种净水用活性炭的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种净水活性炭的制备方法，由石油焦、原料煤、粘结剂和活化剂组成，且原料各组分的重量含量如下：石油焦50‑70%、原料煤10‑40%、粘结剂5‑20%、活化剂0.5‑10%；具体制备步骤如下：（1）按比例分别称取石油焦和原料煤进行破碎处理混合均匀；（2）按比例加入粘结剂压块成型成压块料；（3）炭化炉炭化处理；（4）将炭化料粉碎，与活化剂混匀；（5）活化处理；（6）洗涤、干燥得到净水用活性炭。本发明专利技术提供的制备方法工艺流程简单，运行成本低，并且制备出的活性炭产品具有机械强度高、吸附性能好等优点，具有较好的水质净化效果。

Preparation method of activated carbon for water purification

The invention discloses a preparation method of water-purifying activated carbon, which is composed of petroleum coke, raw coal, binder and activator, and the weight contents of each component of the raw material are as follows: petroleum coke 50_70%, raw coal 10_40%, binder 5_20%, activator 0.5_10%; the specific preparation steps are as follows: (1) weighing petroleum in proportion respectively. Coke and raw coal are crushed and mixed evenly; (2) binder is added in proportion to form a compact; (3) carbonization furnace; (4) crushing the carbonized material and mixing it with activator; (5) activation treatment; (6) washing and drying to get activated carbon for purified water. The preparation method provided by the invention has the advantages of simple technological process, low operation cost, high mechanical strength and good adsorption performance, and has good water purification effect.

【技术实现步骤摘要】
一种净水用活性炭的制备方法
本专利技术涉及活性炭
，具体涉及一种净水用活性炭的制备方法。
技术介绍
活性炭由于具有巨大的比表面积以及发达的空隙结构，因此对水中溶解态有机物如酚类化合物等具有较强的吸附能力，适用于饮用水的净化。目前市场上采用的活性炭产品主要有两类，即由柱状活性炭制成，或者采用原煤直接破碎，这两类产品用于水质净化均存在难以解决的弊端，难以达到净化水质的目的。针对以上问题，在中国专利CN1194235中提出了一种煤制活性炭及其制造方法。该活性炭在生产中不经制粉、成型工序，将无烟煤破碎成一定粒度颗粒，加入活化炉中通过高温水蒸汽将其活化制得产品。该方法生产的原煤直接破碎，活性炭存在堆比重轻、机械强度低等缺点，难以起到净化水质的目的。而在中国专利CN201710466241.9中提出了一种净水用活性炭，它是经过以下步骤制得：将秸秆干燥后，粉碎过筛至10-60目，混合均匀；在微波裂解反应炉内初步炭化，制得预处理料；微波功率1000-1500W，初步炭化时间为3-15min；将预处理料在15-35wt％盐酸溶液中浸泡3-20h，然后再在15-30wt％氢氧化钠溶液中浸泡-5h，用去离子水反复洗涤直至中性，干燥后制得半成品；将半成品置入380-420℃的马弗炉中保温处理0.5-2h，降至室温即得。该专利技术通过使用秸秆一定程度上降低了生产成本，但秸秆炭化过程中表面能以形成具有较好吸附能力的中孔和大孔，致使其吸附能力下降，难以起到净化水质的目的。基于此，有必要提供一种净水活性炭的制备方法，以解决现有的活性炭净水效果不理想、净化不彻底的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种净水活性炭的制备方法，以解决现有的活性炭净水效果不理想、净化不彻底的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种净水用活性炭的制备方法，由石油焦、原料煤、粘结剂和活化剂组成，且原料各组分的重量含量如下：石油焦50-70%；原料煤10-40%；粘结剂5-20%；活化剂0.5-10%；具体制备步骤如下：（1）按比例分别称取石油焦和原料煤进行破碎处理，筛分得到粒径为3-5mm的石油焦颗粒和原料煤颗粒，并将石油焦颗粒和原料煤颗粒混合均匀；（2）按比例加入粘结剂进行搅拌混合、捏合，再经压块机压块成型得到压块料；（3）将压块料放入炭化炉中，在惰性气体保护下升温炭化，得到炭化料；（4）将炭化料粉碎，过100-200目筛，并加入活化剂混匀；（5）将混有活化剂的炭化料放入活化炉中，并在高纯N2气氛下进行活化处理，得到活化料；（6）将步骤（5）中的活化料冷却后经洗涤、干燥得到净水用活性炭。进一步的，由石油焦、原料煤、粘结剂和活化剂组成，且原料各组分的重量含量如下：石油焦60%；原料煤25%；粘结剂10%；活化剂5%。进一步的，所述石油焦原料的灰分≤0.50%，水分≤5.0%，含碳量≥95%。进一步的，所述原料煤为重量比为3:1的烟煤与褐煤的混合物。进一步的，所述粘结剂为煤沥青、石油沥青、裂化油浆中一种或几种。进一步的，所述活化剂为NaOH或KOH。进一步的，所述压块成型的压力为25-35MPa。进一步的，所述步骤（3）中惰性气体为氮气或氩气。进一步的，所述步骤（3）炭化具体步骤包括：（1）将压块料置于炭化炉中，并在氮气或氩气保护下进行炭化处理，先控制升温速率为8℃/min，升温至300℃，保持2h进行前期预炭化处理，得到预处理炭化料；（2）将步骤（1）得到的预处理炭化料，在氮气或氩气保护下，控制升温速率为15℃/min，升温550℃，保持1.5h进行中温炭化处理；（3）将步骤（2）中温炭化处理的炭化料，在氮气或氩气保护下，控制升温速率为25℃/min，升温至750℃，保持1h进行高温炭化处理；（4）将步骤（3）得到高温炭化处理的活性炭自然冷却至250℃，在空气流通的情况下，保持5h进行空气氧化处理，即得炭化料。进一步的，所述步骤（5）活化处理包括以下步骤：（1）预活化：将混有活化剂的炭化料放入活化炉中，在高纯N2气氛中，以10℃/min的升温速率升温至350℃，恒温1.5h，得到预活化炭化料；（2）中低温活化：将步骤（1）的预活化炭化料继续升温，以15℃/min升温至600℃，恒温1.0h，得到中低温活化炭化料；（3）高温活化：将步骤（2）中低温活化炭化料继续升温，以20℃/min升温至800℃，恒温0.5h，即得活化料。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：（1）本专利技术提供的制备方法工艺流程简单，运行成本低，并且制备出的活性炭产品具有机械强度高、吸附性能好等优点，具有较好的水质净化效果。（2）本专利技术炭化处理包括：前期预炭化处理、中温炭化处理及高温炭化处理，通过对炭化料的分阶段处理，克服了微晶碳与无规则碳的过度混杂交联，降低炭化料的石墨化度，增加无机矿物质中“活性组分”的含量，便于后续活化反应的进行。（3）本专利技术活化处理过程通过分段式进行，通过预活化处理、中低温活化、高温活化，由密集的微孔逐渐扩大为中孔和大孔，从而提高活性炭的吸附性能，增强水质净化效果。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。实施例1：本实施例的净水用活性炭的制备方法，由石油焦、原料煤、粘结剂和活化剂组成，且原料各组分的重量含量如下：石油焦55%；原料煤35%；粘结剂15%；活化剂5%；具体制备步骤如下：（1）按比例分别称取石油焦和原料煤进行破碎处理，筛分得到粒径为3-5mm的石油焦颗粒和原料煤颗粒，并将石油焦颗粒和原料煤颗粒混合均匀；（2）按比例加入粘结剂进行搅拌混合、捏合，再经压块机压块成型得到压块料；（3）将压块料放入炭化炉中，在惰性气体保护下升温炭化，得到炭化料；（4）将炭化料粉碎，过100-200目筛，并加入活化剂混匀；（5）将混有活化剂的炭化料放入活化炉中，并在高纯N2气氛下进行活化处理，得到活化料；（6）将步骤（5）中的活化料冷却后经洗涤、干燥得到净水用活性炭。所述石油焦原料的灰分≤0.50%，水分≤5.0%，含碳量≥95%。所述原料煤为重量比为3:1的烟煤与褐煤的混合物。所述粘结剂为煤沥青。所述活化剂为NaOH。所述压块成型的压力为25MPa。所述步骤（3）中惰性气体为氮气。所述步骤（3）炭化具体步骤包括：（1）将压块料置于炭化炉中，并在氮气或氩气保护下进行炭化处理，先控制升温速率为8℃/min，升温至300℃，保持2h进行前期预炭化处理，得到预处理炭化料；（2）将步骤（1）得到的预处理炭化料，在氮气或氩气保护下，控制升温速率为15℃/min，升温550℃，保持1.5h进行中温炭化处理；（3）将步骤（2）中温炭化处理的炭化料，在氮气或氩气保护下，控制升温速率为25℃/min，升温至750℃，保持1h进行高温炭化处理；（4）将步骤（3）得到高温炭化处理的活性炭自然冷却至250℃，在空气流通的情况下，保持5h进行空气氧化处理，即得炭化料。所述步骤（5）活化处理包括以下步骤：（1）预活化：将混有活化剂的炭化料放入活化炉中，在高纯N2气氛中，以10℃/min的升温速率升温至350℃，恒温1.5h，得到预活化炭化料；（2）中低温活化：将步骤（1）的预活化炭化料继续升温，以15℃/min升温至6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种净水用活性炭的制备方法，其特征在于：由石油焦、原料煤、粘结剂和活化剂组成，且原料各组分的重量含量如下：石油焦       50‑70%；原料煤       10‑40%；粘结剂       5‑20%；活化剂       0.5‑10%；具体制备步骤如下：（1）按比例分别称取石油焦和原料煤进行破碎处理，筛分得到粒径为3‑5mm的石油焦颗粒和原料煤颗粒，并将石油焦颗粒和原料煤颗粒混合均匀；（2）按比例加入粘结剂进行搅拌混合、捏合，再经压块机压块成型得到压块料；（3）将压块料放入炭化炉中，在惰性气体保护下升温炭化，得到炭化料；（4）将炭化料粉碎，过100‑200目筛，并加入活化剂混匀；（5）将混有活化剂的炭化料放入活化炉中，并在高纯N2气氛下进行活化处理，得到活化料；（6）将步骤（5）中的活化料冷却后经洗涤、干燥得到净水用活性炭。

【技术特征摘要】
1.一种净水用活性炭的制备方法，其特征在于：由石油焦、原料煤、粘结剂和活化剂组成，且原料各组分的重量含量如下：石油焦50-70%；原料煤10-40%；粘结剂5-20%；活化剂0.5-10%；具体制备步骤如下：（1）按比例分别称取石油焦和原料煤进行破碎处理，筛分得到粒径为3-5mm的石油焦颗粒和原料煤颗粒，并将石油焦颗粒和原料煤颗粒混合均匀；（2）按比例加入粘结剂进行搅拌混合、捏合，再经压块机压块成型得到压块料；（3）将压块料放入炭化炉中，在惰性气体保护下升温炭化，得到炭化料；（4）将炭化料粉碎，过100-200目筛，并加入活化剂混匀；（5）将混有活化剂的炭化料放入活化炉中，并在高纯N2气氛下进行活化处理，得到活化料；（6）将步骤（5）中的活化料冷却后经洗涤、干燥得到净水用活性炭。2.根据权利要求1所述的净水用活性炭的制备方法，其特征在于：由石油焦、原料煤、粘结剂和活化剂组成，且原料各组分的重量含量如下：石油焦60%；原料煤25%；粘结剂10%；活化剂5%。3.根据权利要求1所述的净水用活性炭的制备方法，其特征在于：所述石油焦原料的灰分≤0.50%，水分≤5.0%，含碳量≥95%。4.根据权利要求1所述的净水用活性炭的制备方法，其特征在于：所述原料煤为重量比为3:1的烟煤与褐煤的混合物。5.根据权利要求1所述的净水用活性炭的制备方法，其特征在于：所述粘结剂为煤沥青、石油沥青、裂化油浆中一种或几种。6.据权利要求1所述的净水用活性炭的制备方法，其特征在于：所述活化剂为NaOH或KOH...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴旭，
申请(专利权)人：合肥峰腾节能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34