由煤制造颗粒状活性炭的方法技术

本发明专利技术涉及一种以煤为原料制造高强度、高比表面积粒状活性炭，特别是醋酸乙烯载体炭的方法。该方法的要点是：取１０份重量煤粉加４．５－８份热粘合剂并加适量热水拌和成型，拌和料中含沥青质３．６－５．２份。成型后的物料在２００－４４０°Ｃ烤硬处理１－４小时。然后在４５０－６００°Ｃ下炭化处理，接着进行酸洗处理至含铁量低于０．２％，水洗、烘干后进行活化处理。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种由煤制造高强度、高比表面积粒状活性炭特别是醋酸乙烯载体炭的方法。目前用于沸腾床醋酸乙烯合成的载体活性炭及其它要求强度和比表面积均高的粒状活性炭，是由椰壳等坚硬木质原料生产。该方法的缺陷是：①我国椰壳资源短缺，远不能满足生产的需要，每年尚需从国外大量进口;②从椰壳原料只能生产无定型粒状炭;③椰壳原料价格较贵，致使产品价格较高。我国太原新华化工厂等单位以煤为主要原料经磨粉、拌和成型、炭化、活化生产粒状活性炭，但其强度、比表面积均不够高，灰分含量比椰壳炭高得多，不能作为椰壳活性炭的代用品。中国专利85    1    02191号提出了一种制造微球型活性炭的方法，它是以煤粉为原料，经造粒、烘干、炭化、活化制备微球型活性炭。其目的也是为了在某些用途上代替椰壳炭。该方法的成球技术难度高，向生产过渡比较困难。本专利技术的目的是以丰富的无烟煤为主要原料，采用易于工业化的工艺方法生产无定型或园柱型颗粒活性炭，以用作醋酸乙烯沸腾床合成用的催化剂载体或用于其它对强度要求较高的吸附、催化等用途，以便部分代替椰壳生产的活性炭。本专利技术制造颗粒状活性炭方法的主要原料是灰分含量在5.5%以下（最好在4%以下）的精选无烟煤。无烟煤的灰成份中CaO、MgO、Na2O、Fe2O3的含量之和要大于50%（最好大于55%）。先将精选煤磨成粉，要求达到200目，将煤焦油和沥青按比例配成粘合剂后加热到120℃，以驱除低沸点杂质。接着将煤粉与粘合剂拌和。煤粉与粘合剂的比例根据情况选定，一般每10份重量煤粉应加4.5-8份粘合剂，拌和料中沥青质含量为3.6-5.2份。拌料中加入适量热水调节拌和料的软硬度，以便于成型加工。物料挤压成型后进行烤硬处理，使物料在1-4小时缓慢升温至200-440℃，将焦油中的低温馏分驱除并使沥青质氧化变硬，以消除试料间发生粘结的可能性。烤硬后的物料加入转炉进行炭化处理，炭化终温要求450-600℃。如烤硬温-->度达到340-420℃，且活化采用斯列普炉或其它有预热、炭化段的活化炉则炭化步骤可以省去。炭化（或深度烤硬）后的物料经酸洗至含铁量低于0.2%后再用水洗至PH值在6.5-7之间。炭料经检验合格后出料、烘干至含水为5-10%，进行活化。若活化炉不是斯列普炉，则要求料层温度不得低于820℃，活化气中含氧不得超过2.5%（最好不超过1%）。本专利技术的颗粒状活性炭的制造方法以煤炭资源为原料，不仅原料易得，而且降低了生产成本。本方法生产每吨载体炭的全部生产成本不足5000元，而用椰壳制载体炭仅椰壳原炭的成本即为7500元-8000元/吨。本专利技术的工艺方法易于实现工业化生产，制得的颗粒状活性炭具有较高的比表面积和较高的耐磨强度，在用于载体或催化剂用途以及吸附方面具有较好的性能。由本工艺方法制得的醋酸乙烯载体炭配成的合成触媒催化活性高于我国赤峰产椰壳载体炭，因此可用作椰壳制载体炭的代用品。下面两个实施例可以进一步说明本专利技术。实施例1：用宁夏汝箕沟精选煤，灰分含量3.8%，磨成98%通过200目的煤粉。将煤焦油（本身沥青质含量56%）和煤沥青按10∶9.5的重量比混合，并加热到120℃有配制成粘合剂。取100公斤煤粉加63公斤粘合剂及13公斤水混合并挤压成条状，拌和料中沥青质含量为49公斤。所得条料拌上少量煤粉（防粘）在转炉中烤硬，最高处温度为200-250℃，炉内停留60-70分钟。接着进行炭化，最高处温度为500℃，炭化料用3%的盐酸洗两次，然后放出酸液，用水反复洗涤至炭料PH值达6.5-7，分析炭料含铁量低于0.1%即可。该湿料烘干至含水8-10%，投入斯列普炉进行活化，活化温度860-900℃。活化后的园柱状活性炭即可作为成品;若需生产小颗粒无定型的沸腾床载体炭，上述活性炭进行破碎、筛分及酸、水洗、烘干处理即可。所得活性炭性能如下：比表面积1070米2/克总孔容积0.601厘米3/克醋酸吸附量    444毫克/克醋酸锌吸附量    166毫克/克（7.85克/100毫升）-->耐磨强度    81.7%充填比重    0.473克/毫升灰分    2.32%合成空间时间收率（STY）1.438公斤/升·日（醋酸乙烯合成）PH值：7.5碘吸附率：933毫克/克实施例2：将煤焦油（本身含沥青质59%）与煤沥青按10∶8的重量比配成粘合剂。取原料煤粉（要求同例1）100公斤加66公斤热粘合剂及16公斤热水，混匀后挤压成片状光洁致密物料，此物料中沥青质含量为49.5公斤。将片状物料破碎成30毫米以下小块，或宽度10毫米以下条料，加入防粘煤粉后进入转炉烤硬，最高温度340-380℃，停留时间100-120分钟，接着进行酸洗、水洗、烘干，条件与例一相同。然后投入斯列普炉活化，温度930-960℃。活化所得产品按要求粒度破碎筛分。醋酸乙烯载体炭则需再次进行酸洗、水洗、烘干。所得成品载体炭的性能如下：比表面积1380米2/克总孔容积    1.072毫升/克醋酸吸附量    456毫克/克耐磨强度    74.8%充填比重    0.425克/毫升灰分    7.02%PH值    6.5碘吸附率    ≥900毫克/克苯吸附率    43.8%该样品在装催化剂4立方米的沸腾床反应器中考察结果：共运转50天，催化合成醋酸乙烯282.6吨，反应液质量合格。进入最佳反应温度后，在长达40天的时间内STY值保持在平均1.593吨/米3·日的高水平（赤峰椰壳炭达到平均1.409吨/米3·日仅保持7天）。中后期日磨损率为0.338%（上述椰壳炭为0.450%）。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以精选煤为原料，将煤磨粉并加入煤焦油粘合剂，经拌和成型、炭化、活化制造颗粒状活性炭，特别是醋酸乙烯载体炭的方法，其特征是：ａ、拌料的重量配比为１０份煤粉加４．５－８份煤焦油粘合剂，拌和料中含沥青质３．６－５．２份。ｂ、拌和成型后 将物料在１－４小时内缓慢升温到２００－４４０℃进行烤硬处理。ｃ、活化前将炭料进行酸洗处理至含铁量低于０．２％。

【技术特征摘要】
1、一种以精选煤为原料，将煤磨粉并加入煤焦油粘合剂，经拌和成型、炭化、活化制造颗粒状活性炭，特别是醋酸乙烯载体炭的方法，其特征是：a、拌料的重量配比为10份煤粉加4.5-8...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱祖凡，
申请(专利权)人：宁夏回族自治区化工研究所，
类型：发明
国别省市：64[中国|宁夏]