一种煤质柱状活性炭及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种煤质柱状活性炭及其制备方法，属于活性炭技术领域。本发明专利技术主要解决现有煤质柱状活性炭生产过程中存在的对环境和操作人员的健康都有较大污染和损害、浮灰多、强度低等技术问题。本发明专利技术的技术方案是：一种煤质柱状活性炭，它由下述重量份的原料制备而成：弱黏煤50‑65份、沥青20‑25份、粘结剂15‑25份；一种制备煤质柱状活性炭的方法，包括以下步骤：1)、制粉；2)、粘结剂配制；3)、混合成型；4)、干燥、炭化；5)、活化与冷却。本发明专利技术具有强度高、比表面积高、所添加粘结剂无额外杂质污染、工艺简单、产品收率高等优点。

A kind of coal column activated carbon and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种煤质柱状活性炭及其制备方法
本专利技术属于活性炭
，具体涉及一种煤质柱状活性炭及其制备方法。
技术介绍
活性炭作为一种重要的多孔吸附材料，已被广泛应用于空气净化、水处理、液相吸附及催化剂载体等领域。以煤为原料制备的活性炭即煤质活性炭，目前，已占活性炭生产总量的六成至七成，煤质活性炭中分为柱状、压块状和不定型状即破碎状等，其中柱状煤质活性炭，其生产规模及产量在我国也占到煤质活性炭的30％～40％。传统的煤质柱状活性炭生产技术中的原料有原煤、粘结剂等，其中粘结剂传统工艺大多采用煤焦油，煤焦油是一含多种化学物质的混合物，其组成中含有1)含氧化合物:酚、甲酚及二甲酚等；2)含硫化合物:噻吩、苯骈等；3)含氮化合物:吡啶、喹啉、咔唑、吡咯等。这些物质无论对环境或者操作人员的健康都有较大污染和损害。另外，煤焦油是油状物质，在常温下呈黑色至褐色的粘稠液体，具有臭味，严重影响清洁化生产。在制造煤质柱状活性炭所用粘结剂中，除了煤焦油外，还有用纸浆废液、淀粉、腐殖酸钠等材料作为粘结剂使用的。但由于纸浆废液、淀粉、在活性炭活化过程中不能形成活性炭需要的炭骨架，制成的活性炭往往浮灰多，强度低；腐殖酸钠虽在小试中有过成功的报道，但在实际生产应用上还存在许多问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种煤质柱状活性炭及其制备方法，解决现有煤质柱状活性炭生产过程中存在的对环境和操作人员的健康都有较大污染和损害、浮灰多、强度低等技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种煤质柱状活性炭，它由下述重量份的原料制备而成：弱黏煤50-65份、沥青20-25份、粘结剂15-25份；所述煤质柱状活性炭为柱径1-4mm的圆柱状黑色颗粒，所述煤质柱状活性炭的强度值为80-93、比表面积为800-1000㎡/g、碘值为800-1000mg/g、四氯化碳吸附值为50-70％。进一步，所述弱黏煤的水分≤5％、灰分≤8％、挥发分≤15％、固定碳为70-85％。进一步，所述沥青软化点＞90℃、灰分＜1％、水分＜3％、游离碳为18～22％。进一步，所述粘结剂为羧甲基纤维素和木质素磺酸钙混合物，所述羧甲基纤维素和木质素磺酸钙的重量比为1：1，所述羧甲基纤维素的密度为0.5-0.7g/cm3，所述木质素磺酸钙的木质素含量为50-65％、水不溶物≤1.0％。一种制备煤质柱状活性炭的方法，包括以下步骤：1)制粉：取重量份为50-65份的弱黏煤、重量份为20-25份的沥青，均匀混合后制粉，制得200目通过率大于90％的粉料；2)粘结剂配制：将羧甲基纤维素和木质素磺酸钙按重量比为1：1的比例进行混合，制得粘结剂；3)混合成型：将步骤1)制得的粉料投入混合机中，加入15-25份步骤2)配制的粘结剂，加入纯水搅拌混合15分钟后，制得膏体物料，将膏体物料加至成型机的模具中，在50-80Mpa压力下，成型为圆柱状颗粒；4)干燥、炭化：将成型好的圆柱状颗粒加入转炉中依次进行干燥、炭化，其中：干燥温度为100℃-180℃，炭化炉逐渐升温炭化，升温至600℃度开始计算炭化时间，炭化时间为50-80分钟；5)活化与冷却：所得炭化后的物料移至活化炉中，活化炉升温至800～850℃以上时通入水蒸汽活化剂，水蒸汽活化剂通入量8～10ml/min，继续升温至900℃开始计算活化时间，活化60～120分钟，活化完成后将其移至冷却装置中，冷却至40℃以下时，筛分去除粉末，即可制得煤质柱状活性炭。本专利技术制得的煤质柱状活性炭具有较高耐磨强度，其强度值为80～90；孔容发达，比表面积较高，比表面积可达800～1000㎡/g；制备过程中无煤焦油的添加，制备环境清洁、无污染，对保障制备环境和保护制备员工的身体健康提供了一定保障；本专利技术提供的原材料及粘结剂与传统煤焦油粘结剂相比，具有成本低的优势。与现有技术相比，本专利技术具有强度高、比表面积高、所添加粘结剂无额外杂质污染、工艺简单、产品收率高(收率为30％～35％)等优点。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1本实施例1中提供的一种煤质柱状活性炭，它由下述重量份的原料制备而成：弱黏煤50份、沥青20份、粘结剂20份；所述煤质柱状活性炭为柱径3mm的圆柱状黑色颗粒，所述煤质柱状活性炭的强度值为80-93、比表面积为800-1000㎡/g、碘值为800-1000mg/g、四氯化碳吸附值为50-70％。一种制备煤质柱状活性炭的方法，包括以下步骤：1)制粉：取重量份为50份的弱黏煤、重量份为20份的沥青，均匀混合后制粉，制得200目通过率95％的粉料；2)粘结剂配制：将羧甲基纤维素和木质素磺酸钙按重量比为1：1的比例进行混合，制得粘结剂；3)混合成型：将步骤1)制得的粉料投入混合机中，加入20份步骤2)配制的粘结剂，加入纯水搅拌混合15分钟后，制得膏体物料，将膏体物料加至成型机的模具中，在50-80Mpa压力下，成型为圆柱状颗粒；4)干燥、炭化：将成型好的圆柱状颗粒加入转炉中依次进行干燥、炭化，其中：干燥温度为100℃，干燥时间为60分钟，炭化炉逐渐升温炭化，升温至600℃度开始计算炭化时间，炭化时间为60分钟；5)活化与冷却：所得炭化后的物料移至活化炉中，活化炉升温至800℃以上时通入水蒸汽活化剂，水蒸汽活化剂通入量8ml/min，继续升温至900℃开始计算活化时间，活化100分钟，活化完成后将其移至冷却装置中，冷却至40℃以下时，筛分去除粉末，移入密封装置即可制得煤质柱状活性炭样品A。所述弱黏煤的水分≤5％、灰分≤8％、挥发分≤15％、固定碳为70-85％。所述沥青软化点＞90℃、灰分＜1％、水分＜3％、游离碳为18～22％。所述粘结剂为羧甲基纤维素和木质素磺酸钙混合物，所述羧甲基纤维素和木质素磺酸钙的重量比为1：1，所述羧甲基纤维素的密度为0.5-0.7g/cm3，所述木质素磺酸钙的木质素含量为50-65％、水不溶物≤1.0％。实施例2本实施例2中提供的一种煤质柱状活性炭，它由下述重量份的原料制备而成：弱黏煤62.5份、沥青25份、粘结剂25份；所述煤质柱状活性炭为柱径3mm的圆柱状黑色颗粒，所述煤质柱状活性炭的强度值为80-93、比表面积为800-1000㎡/g、碘值为800-1000mg/g、四氯化碳吸附值为50-70％。一种制备煤质柱状活性炭的方法，包括以下步骤：1)制粉：取重量份为62.5份的弱黏煤、重量份为25份的沥青，均匀混合后制粉，制得200目通过率为94％的粉料；2)粘结剂配制：将羧甲基纤维素和木质素磺酸钙按重量比为1：1的比例进行混合，制得粘结剂；3)混合成型：将步骤1)制得的粉料投入混合机中，加入25份步骤2)配制的粘结剂，加入纯水搅拌混合15分钟后，制得膏体物料，将膏体物料加至成型机的模具中，在50-80Mpa压力下，成型为圆柱状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤质柱状活性炭，其特征在于：它由下述重量份的原料制备而成：弱黏煤50-65份、沥青20-25份、粘结剂15-25份；所述煤质柱状活性炭为柱径1-4mm的圆柱状黑色颗粒，所述煤质柱状活性炭的强度值为80-93、比表面积为800-1000㎡/g、碘值为800-1000mg/g、四氯化碳吸附值为50-70％。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤质柱状活性炭，其特征在于：它由下述重量份的原料制备而成：弱黏煤50-65份、沥青20-25份、粘结剂15-25份；所述煤质柱状活性炭为柱径1-4mm的圆柱状黑色颗粒，所述煤质柱状活性炭的强度值为80-93、比表面积为800-1000㎡/g、碘值为800-1000mg/g、四氯化碳吸附值为50-70％。


2.根据权利要求1所述的一种煤质柱状活性炭，其特征在于：所述弱黏煤的水分≤5％、灰分≤8％、挥发分≤15％、固定碳为70-85％。


3.根据权利要求1所述的一种煤质柱状活性炭，其特征在于：所述沥青软化点＞90℃、灰分＜1％、水分＜3％、游离碳为18～22％。


4.根据权利要求1所述的一种煤质柱状活性炭，其特征在于：所述粘结剂为羧甲基纤维素和木质素磺酸钙混合物，所述羧甲基纤维素和木质素磺酸钙的重量比为1：1，所述羧甲基纤维素的密度为0.5-0.7g/cm3，所述木质素磺酸钙的木质素含量为50-65％、水不溶物≤1.0％。


5.一种制备权利要求1所述的煤质...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文贵，张旭，吴冬建，宋文慧，张广慧，邢建权，陈壮，
申请(专利权)人：太原市银溪源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14