HiCOR活性炭的制备方法及HiCOR活性炭

技术领域

本发明涉及活性炭生产技术领域，尤其涉及HiCOR活性炭的制 备方法及HiCOR活性炭。

背景技术

活性炭是由木质、煤质和石油焦等含碳的原料经热解、活化加工 制备而成，具有发达的孔隙结构、较大的比表面积和丰富的表面化学 基团，特异性吸附能力较强的炭材料的统称。

现有的活性炭比表面积小、灰分含量高，强度低，在特殊应用场 合局限性明显。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供HiCOR活性炭的制备方法及 HiCOR活性炭。

本发明通过下述技术方案实现：

HiCOR活性炭的制备方法，包括以下步骤；

S1，准备原料：原料包括无烟煤、烟煤、粘结剂、催化剂；

S2，捏合：

S3，压条成型：

S4，晾干：

S5，碳化：

S6，活化。

优选地，所述粘结剂为液体沥青。

进一步优选地，所述液体沥青中沥青含量≥60.0％。

优选地，所述催化剂为氧化铜。

优选地，按重量份计，原料包括50份无烟煤，50份烟煤，30～38 份粘结剂、15份催化剂。

进一步优选地，按重量份计，原料包括原料包括50份无烟煤， 50份烟煤，30～38份粘结剂、15份催化剂、8～10份水。

进一步的，所述S2具体为：按配比将无烟煤粉、烟煤粉加入到 已预热的捏和锅内，开动捏和机；然后按配比加入粘结剂，待粘结剂 流完10分钟后再加入适量的水，继续搅拌；加粘结剂后的搅拌时间 不少于15分钟，搅拌过程中物料温度不低于45℃。

优选地的，所述S5中，将晾干的炭条置于回转式碳化炉中进行 碳化；

其中，碳化温度：炉头500-650℃；炉尾200-330℃。

进一步的，所述S1包括粘结剂的预处理：对粘结剂进行加热熟 化，加热温度不低于70℃；加热熟化后，粘结剂打入生产罐备用， 生产罐中的粘结剂温度不低于70℃。

进一步的，所述S4具体为：将成型的湿炭条均匀地铺放在水泥 地面上，进行自然风干。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明制备的活性炭含水量低、强度大，可用于污水处理厂、冶 炼厂、造纸厂、下水道等的臭气，如硫化氢、易挥发有机化合物；酸 性气体，如HCl、SO

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实 施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其 说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例一

本实施例公开的HiCOR活性炭的制备方法，包括以下步骤

S1，准备原料：原料包括混合煤粉、粘结剂、催化剂。

S2，捏合：

S3，压条成型：

S4，晾干：

S5，碳化：

S6，活化：

基于上述生产工艺，本发明工艺一实施例。

实施例1

本实施例以无烟煤粉、烟煤粉为主要原料、用液体沥青作粘结剂， 以氧化铜为催化剂，生产柱状颗料活性炭，具体如下。

S1，原料准备：

1.1原料煤质量要求见表1：

表1：原料煤的质量要求

若原料煤颗粒大于15mm以上，则需破碎后方可投入制粉。颗粒 合格的原料由斗式提升机提至料斗后由电磁给料机均匀地送入雷蒙 磨中磨粉。混合煤粉的质量要求见下表2：

表2：无烟煤粉、烟煤粉的质量要求

1.2选用液体沥青作成型炭的粘结剂，液体沥青的质量要求见 表3：

表3：液体沥青的质量要求

进厂液体沥青对其进行加热熟化后达到脱水的目的。加热温度不 低于70℃。加热熟化后，水由罐上部排水管排出。经脱水处理后的 液体沥青加热后打入生产罐备用，生产罐中的液体沥青温度不低于 70℃。

1.3物料配比

在液体沥青达到工艺要求的质量的情况下，一般情况可按表4的 比例配料。

表4：原料配比

物料配比可根据情况进行调整，调整物料配比的原则如下：

(1)成型压力：压力大时，可适当增加液体沥青量。

(2)碳化料质量：强度低、料易碎、裂纹多时，可增加液体沥 青量，减少水量，或提高沥青的含量。

(3)碳化料水容量低时，可适当增加水量。

S2，捏合：

捏合时物料加入程序：按上述配比计量好所需混合煤粉，加入到 已预热的捏和锅内；开动捏和机，然后加入已计量过的液体沥青；待 液体沥青流完10分钟后再加入适量的水，继续搅拌，有效搅拌时间 (加液体沥青搅拌)不少于15分钟，搅拌过程中物料温度不低于 45℃。

催化剂在无烟煤与烟煤混配时按要求的比例配入并磨粉。

S3，压条成型：

3.1压型设备：本工艺采用四柱立式油压机。

3.2模具：采用合金套管模具，有良好的耐磨性和机械强度。模 芯材料为粉沫冶金材料或硬质合金材料，其尺寸极限偏差为 ±0.05mm，若模芯材料为非硬质合金材料，则其尺寸极限偏差需另行 制定，模芯开孔及磨损报废条件见表5。

表5：模芯开孔及磨损报废条件

以上为二次成型时采用的模具开孔尺寸，若一次成型，则选用比 二次成型大0.1mm的模具压条。

3.3缸体：260×280，容积约15升或更大的；

3.4成型温度：柱状炭条压制过程中，使物料保持不低于45℃的 温度，避免影响炭条质量和造成液压机工作难度加大。

3.5成型压力：6.0mm以下的产品，成型的压力控制为16～22Mpa； 6.0mm以上的产品，成型的压力控制为14～20Mpa。

根据不同时期原材料的质量情况，以上要求的压力可适当调整， 但液压机最小工作压力不得低于14Mpa，最大工作压力不得超过 24MPa。

成型炭条应表面光滑、无纵向和横向裂纹、无碎粉、不相互粘结。

S4，晾干：成型的湿炭条均匀地铺放在水泥地面上，进行自然风 干。堆放厚度不超过40cm为宜，晾干时间不少于8小时，晾干的炭 不得采取打堆的贮存方式。

S5，碳化：

选用1.5×12米(或稍长)的回转式碳化炉进行碳化。

碳化温度：炉头：500-650℃；炉尾，200-3300℃。

本实施例在碳化时，碳化炉内保持微负压，以便于碳化时产生烟 气及时排出，保证碳化料的质量。

生产过程中应定期清理积尘室及烟道积灰，防止积灰着火使炉尾 温度升高，气体排不出去，引起炉内着火，影响碳化料质量。

经碳化处理后，出炉的碳化料进行充分冷却，降至室温。

出炉后的碳化料用规定筛网和振动筛筛分，将碳化料中的粉尘和 碎粒筛除，筛下料单独包装和储存，振动筛的出料口应放有筛孔适合 的筛网将与碳化料一同出炉的炉釉子隔离开来，避免炉釉子进入碳化 料包装袋中。不同规格碳化料筛网规格选择见表6，筛网尺寸为ASTM 标准。

表6：碳化料筛网规格表

碳化料的质量控制要求，碳化料的常规分析项目及指标要求见下表7：

表7：碳化料的质量控制要求

其中：碳化料颗粒长度按如下要求控制：粒长≥1.3倍粒径的颗粒 数占总颗粒数的百分比≥60％。

碳化料水容量按如下要求控制：

①、粒径＞3.2mm，水容量要求≥26％；

②、2.0mm≤粒径＜3.2mm，水容量要求≥22％；

③、粒径＜2.0mm，水容量要求≥20％；

符合要求的碳化料颗粒进行包装、贮存，备用。

S6，活化：

S6.1选用活斯列普活化炉(鞍式活化炉)进行活化处理。活化工 艺参数如下：

风压：热炉：800±100Pa；冷炉：200±100Pa。

炉压：热炉：40～85Pa；冷炉：70～100Pa。

蒸汽压力(炉前分气缸)：≥0.40Mpa；入炉蒸汽压力：≥0.30Mpa。

抽力：130-170Pa

炉温：活化炉各测量点温度控制在表8规定的范围内。

表8：活化炉各测温点温度要求，温度单位：℃。

活化炉每班8小时加料一次，要求将活化炉上部加料槽加满并使 料层平整。

S6.2活化过程中定时用光学高温仪对活化炉的各测温点进行观 测，出现异常时及时调整。每天对活化炉每个下料器出来的活化料逐 个分析其水容量，根据水容量的对应关系进行调炉。

S7，筛分

S7.1，混料：将出炉的同品种活化料，按一定时间为一批全部倒 在一起充分混合；

S7.2，混合后，进行筛分。筛分过程中，应给料均匀，同时抽风 除尘。

筛分料所用筛网的选择见表9，表9中的筛网规格为ASTM标准。

表9：筛网选择表

S8，检验

筛分过的活化料按每天生产的产量为一批进行取样分析并出具 检验报告。各种规格活性炭的分析项目及分析方法参照国标、企标。

S9，合格品包装入库

将合格的柱状颗粒活性炭产品进行包装、入库。

按照本发明方法可制备出如表10所示的技术指标的HiCOR活性 炭。

表10：HiCOR活性炭技术指标

本发明制备的活性炭含水量低、强度大，可用于污水处理厂、冶 炼厂、造纸厂、下水道等的臭气，如硫化氢、易挥发有机化合物；酸 性气体，如HCl、SO

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效 果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具 体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精 神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本 发明的保护范围之内。