一种活性焦的制备方法和制备装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及活性焦技术领域，尤其涉及一种活性焦的制备方法和制备装置。能够获得比孔容较大、比表面积较高、吸附性能较好的活性焦。本发明专利技术实施例提供一种活性焦的制备方法，包括：步骤1)将煤粉发生气化反应或热解反应，以获得具有预设结构参数的半焦；其中，所述预设结构参数是指所述半焦的含碳量大于等于80％，比孔容大于等于0.2cm

Method for preparing active coke and preparation device

The invention relates to the technical field of active coke, in particular to a preparation method of an active coke and a preparation device thereof. The active coke with larger pore volume, higher specific surface area and better adsorption performance can be obtained. Including the embodiment of the invention provides a method for preparing active coke: Step 1) will take place with the pulverized coal gasification reaction or pyrolysis reaction, to obtain a semi coke preset structure parameters; wherein, the preset structure parameters of carbon content refers to the semi coke is greater than or equal to 80%, pore volume is greater than or equal to 0.2cm

【技术实现步骤摘要】
一种活性焦的制备方法和制备装置
本专利技术涉及活性焦
，尤其涉及一种活性焦的制备方法和制备装置。
技术介绍
活性焦是一种多孔含碳物质，具有很多的介孔和大孔结构，常作为吸附剂用于烟气净化和水处理等
中。在现有的活性焦的制备方法中，通常以煤为原料，将煤通过破碎、炭化和活化来制备活性焦，所获得的活性焦的比孔容和比表面积较小，使得活性焦的活性低，吸附性能较差，限制了活性焦的应用。由于活性焦的比孔容、比表面积以及吸附性能与整个反应过程中的反应条件都有关，因此，寻求一种活性较高，吸附性能较好的活性焦的制备工艺成为研究热点。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种活性焦的制备方法和制备装置，能够获得比孔容较大、比表面积较高、吸附性能较好的活性焦。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：一方面，本专利技术实施例提供一种活性焦的制备方法，包括：步骤1)将煤粉发生气化反应或热解反应，以获得具有预设结构参数的半焦；其中，所述预设结构参数是指所述半焦的含碳量大于等于80％，比孔容大于等于0.2cm3/g，粒度小于等于250微米；步骤2)将所获得的半焦与活化剂发生活化反应获得活性焦。优选的，所述气化反应的温度为850-1000℃，压力为5-10MPa；所述热解反应的温度为800-1200℃，压力为0.5-10MPa。可选的，所述活化剂为温度为400-550℃的水蒸气。可选的，所述活化反应的温度为800-900℃，所述活化反应的时间为0.5-3h。可选的，所述半焦中的碳与所述活化剂的质量比为1:1-8:1。可选的，在所述步骤2)之前所述方法还包括：将所述半焦的温度保持在第一温度；或者，当所述半焦的温度小于所述第一温度时，将所述半焦预热至所述第一温度；其中，所述第一温度与所述活化反应的温度之间的差值的绝对值小于等于300℃。可选的，所述预热的速率为20-30℃/min。可选的，所述煤粉为挥发分大于等于30％，灰分小于等于20％的低阶煤。另一方面，本专利技术实施例提供一种活化焦的制备装置，应用于如上所述的制备方法，包括：气化炉，所述气化炉包括排焦口，所述气化炉用于使煤粉发生气化反应或热解反应生成半焦；柱状壳体，所述柱状壳体倾斜设置，所述柱状壳体的内部从上到下分别为预热区域和活化区域，所述柱状壳体的顶部设置有半焦进口，所述活化区域所对应的侧壁上设置有活化剂进口，所述气化炉的排焦口与所述柱状壳体的半焦进口连通，所述活化剂进口用于通入活化剂。可选的，所述活化区域设置有搅拌装置；所述搅拌装置用于对进入所述活化区域的半焦进行搅拌，使得所述半焦在搅拌下由上到下运动。可选的，所述柱状壳体向上倾斜的一端设置有预热气体进口，所述预热区域靠近所述预热气体进口处设置有气体分布器，所述气体分布器包括中心分布板以及环绕在所述中心分布板外围的环形分布板，所述环形分布板的内侧与所述中心分布板的外围固定连接，所述环形分布板的外围与所述柱状壳体的内壁固定连接，所述环形分布板上分布有第一通孔，所述中心分布板上分布有第二通孔，所述第一通孔的直径大于所述第二通孔的直径。可选的，所述环形分布板为喇叭状，且朝远离所述预热气体进口的方向渐扩。可选的，所述气体分布器还包括气体分布管，所述气体分布管的第一端与所述中心分布板的外围固定连接，第二端朝靠近所述预热气体进口的方向延伸，并与所述预热气体进口连通，所述气体分布管上分布有第三通孔。可选的，所述活化剂进口为多个，且从上到下由密到疏排列在所述活化区域所对应的侧壁上。可选的，所述活化区域的侧壁外围设置有加热夹层；所述活化区域的侧壁与所述加热夹层之间设置有盘管，所述盘管上开设有进口，以及与所述活化区域的活化剂进口连通的出口，所述盘管的进口用于通入水或水蒸气。可选的，所述制备装置还包括活性焦收集装置，所述活性焦收集装置包括壳体，所述壳体上设有活性焦进口、固体出口和气体出口，其中，所述固体出口设置在所述壳体的底部，所述气体出口设置在所述壳体的顶部；所述柱状壳体向下倾斜的一端与所述壳体的活性焦进口连通。本专利技术实施例提供了一种活性焦的制备方法和制备装置，通过将煤粉通过气化反应或热解反应生成具有预设结构参数的半焦，使得所述半焦的含碳量较高，比孔容较大，粒度较小，在所述半焦与所述活化剂进行活化反应制备活性焦时，由于所述半焦的含碳量较高，因此，有利于半焦与活化剂反应进行造孔，由于所述半焦的比孔容较大，在活化时所述活化剂能够进入所述半焦内部，有利于扩孔，而由于所述半焦的粒度较小，能够增大所述半焦与所述活化剂的接触面积，增大活化率，综上所述，本专利技术实施例通过对所活性焦的反应原料半焦的结构进行优化，当所述半焦与所述活化剂进行活化反应时，能够提高所述半焦与所述活化剂的活化效果，从而能够获得比孔容较大、比表面积较高以及吸附性能较好的活性焦。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种活性焦的制备方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种活性焦的制备装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种气体分布器在B-B’方向上的剖视图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术实施例提供的一种活性焦的制备方法和制备装置进行详细描述。一方面，本专利技术实施例提供一种活性焦的制备方法，参见图1，包括：步骤1)将煤粉发生气化反应或热解反应，以获得具有预设结构参数的半焦；其中，所述预设结构参数是指所述半焦的含碳量大于等于80％，比孔容大于等于0.2cm3/g，粒度小于等于250微米；步骤2)将所获得的半焦与活化剂发生活化反应获得活性焦。其中，气化反应是指在中温(800-1000℃)、高压(5-10MPa)条件下，煤粉与气化剂反应生成甲烷，焦油和半焦的过程。热解反应是指煤在无氧或贫氧条件下受热分解为粗煤气和焦油的过程。本专利技术实施例提供了一种活性焦的制备方法，通过将煤粉通过气化反应或热解反应生成具有预设结构参数的半焦，使得所述半焦的含碳量较高，比孔容较大，粒度较小，在所述半焦与所述活化剂进行活化反应制备活性焦时，由于所述半焦的含碳量较高，因此，有利于半焦与活化剂反应进行造孔，由于所述半焦的比孔容较大，在活化时所述活化剂能够进入所述半焦内部，有利于扩孔，而由于所述半焦的粒度较小，能够增大所述半焦与所述活化剂的接触面积，增大活化率，综上所述，本专利技术实施例通过对所活性焦的反应原料半焦的结构进行优化，当所述半焦与所述活化剂进行活化反应时，能够提高所述半焦与所述活化剂的活化效果，从而能够获得比孔容较大、比表面积较高以及吸附性能较好的活性焦。其中，预设结构参数的半焦可以通过控制气化反应的条件或者热解反应的条件获得。本专利技术的一实施例中，所述气化反应的温度为850-1000℃，压力为5-10MPa；所述热解反应的温度为800-1200℃，压力为0.5-10MPa。通过实验发现，在以上温度和压力范围内，能够获得具有所述预设结构参数的半焦，为制取活性较高的活性焦做准备。其中，需要说明的是，气化反应是在气化剂氛围中对煤进行气化的过程，热解反应是在无氧或贫氧氛围中对煤进行热解的过程。其中，对所述气化反应所采用的气化剂不做限定，所述气化剂可以选自氢气、水蒸气、一氧化碳和二氧化碳中的一种或者几种混合气体。优选的，所述气化反应所采用的气化剂为富氢气体。这样所获得的半焦具有活性高的特点，这是因为：在富氢气氛中，氢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活性焦的制备方法，其特征在于，包括：步骤1)将煤粉发生气化反应或热解反应，以获得具有预设结构参数的半焦；其中，所述预设结构参数是指所述半焦的含碳量大于等于80％，比孔容大于等于0.2cm

【技术特征摘要】
1.一种活性焦的制备方法，其特征在于，包括：步骤1)将煤粉发生气化反应或热解反应，以获得具有预设结构参数的半焦；其中，所述预设结构参数是指所述半焦的含碳量大于等于80％，比孔容大于等于0.2cm3/g，粒度小于等于250微米；步骤2)将所获得的半焦与活化剂发生活化反应获得活性焦。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述气化反应的温度为850-1000℃，压力为5-10MPa；所述热解反应的温度为800-1200℃，压力为0.5-10MPa。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述活化剂为温度为400-550℃的水蒸气。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述活化反应的温度为800-900℃，所述活化反应的时间为0.5-3h。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述半焦中的碳与所述活化剂的质量比为1:1-8:1。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤2)之前所述方法还包括：将所述半焦的温度保持在第一温度；或者，当所述半焦的温度小于所述第一温度时，将所述半焦预热至所述第一温度；其中，所述第一温度与所述活化反应的温度之间的差值的绝对值小于等于300℃。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述预热的速率为20-30℃/min。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述煤粉为挥发分大于等于30％，灰分小于等于20％的低阶煤。9.一种活化焦的制备装置，其特征在于，应用于如权利要求1-8任一项所述的制备方法，包括：气化炉，所述气化炉包括排焦口，所述气化炉用于使煤粉发生气化反应或热解反应；柱状壳体，所述柱状壳体倾斜设置，所述柱状壳体的内部从上到下分别为预热区域和活化区域，所述柱状壳体的顶部设置有半焦进口，所述活化区域所对应的侧壁上设置有活化剂进口，所述气化炉的排焦口与所述柱状壳体的半焦进口连通，所述活化...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑征，周三，董婵，李克忠，景旭亮，王蕾，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13