專利名稱：中孔微孔發(fā)達煤質(zhì)顆?；钚蕴考捌渖a(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于碳及其化合物領(lǐng)域，特別涉及一種煤質(zhì)活性炭。
活性炭按其制造的原材料不同分為煤質(zhì)炭、木質(zhì)炭和果殼炭。按其形狀分粉狀炭和粒狀炭?，F(xiàn)有的煤質(zhì)顆粒狀活性炭的制造方法有四種，即(1)圓柱狀顆?；钚蕴?。一般以無煙煤、半無煙煤或弱粘煤為原料煤，以焦油為粘合劑，通過原煤破碎、磨粉、混合、壓伸成型，炭化和活化等工序，經(jīng)篩選、包裝即成為成品活性炭。(2)壓塊狀活性炭。以煙煤為原料，經(jīng)破碎、磨粉、壓塊、炭化、活化、破碎、篩包等工序制得成品。(3)破碎狀活性炭，以弱粘煤為原料，經(jīng)破碎、炭化、活化、破碎和篩包等工序而制成。(4)中孔發(fā)達活性炭。以不粘煤為原料，采用前述圓柱狀的工藝路線而制得。上述四種制造方法均采用氣體活化法。前三種方法生產(chǎn)的活性炭，均有較發(fā)達的微孔容積和大孔容積，但中孔不太發(fā)達。該類活性炭一般靜態(tài)吸附容量較高，是目前用途比較廣泛的一種吸附劑。但這種類型活性炭由于中孔不太發(fā)達，因此吸附容量小，吸附速率較低且慢。第四種方法制造的活性炭雖然中孔比較發(fā)達，其中孔容積一般在0.2ml/g以上，但這種活性炭微孔卻不發(fā)達，吸附性能差，從而限制了使用范圍。中國專利局88年8月3日公開的《由煤制造顆粒狀活性炭的方法》(公開號CN87100558)介紹了一種顆粒狀活性炭的生產(chǎn)方法是取10份重量煤粉加4.5-8份熱粘合劑加適量熱水和瀝青質(zhì)拌和成型。成型的物料經(jīng)烤硬、炭化、酸洗、水洗、烘干、活化等工序制得成品。該方法生產(chǎn)的活性炭也屬于微孔容積發(fā)達的活性炭，同樣存在吸附容量小，吸附速率慢的問題。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的單一型(即或微孔容積發(fā)達或中孔容積發(fā)達)的煤制活性炭之不足之處，通過改變原料煤的配方，采用物理——化學(xué)活化法的原理，生產(chǎn)出一種微孔和中孔均較發(fā)達的煤質(zhì)顆?；钚蕴浚蕴岣呋钚蕴康奈饺萘亢臀剿俾?。
實現(xiàn)本發(fā)明目的其技術(shù)方案為改單一品種煤作活性炭的原料煤為多種煤配合在一起。配煤中以無煙煤為主，用量占整個原料煤的75-83％；肥煤占10-20％，目的是提高活性炭強度；磺化煤占整個原料煤的5-7％，加磺化煤是利用磺化煤吸水時易膨脹，便于活性炭孔隙發(fā)展的特性。將無煙煤、肥煤和磺化煤按比例混合后破碎、磨粉，將磨好的煤粉與高溫煤焦油(占煤粉總量的35％)和紙漿液(煤粉總量的5％)混合均勻，經(jīng)壓伸成型、炭化、斯列普爐活化工序，制成成品。紙漿液中的氫氧化鈉含量約占2％，通過加紙漿液可提高活化速度，擴大中孔容積。無煙煤、磺化煤、肥煤的破碎粒徑為10-20mm，磨粉后的煤粉細(xì)度為180目。經(jīng)碳化工序時，炭化溫度為450-550℃，物料在炭化爐中的停留時間為40-50分鐘。經(jīng)斯列普活化爐活化時，活化溫度為850-950℃，水蒸汽加入量為0.9-1.3噸/小時，物料在爐中停留時間為40-50小時。
本發(fā)明方法制造的活性炭與普通方法制造的微孔炭和中孔炭相比，其中孔容積、微孔容積和比表面積均有較明顯的增加，從而提高了活性炭的吸附容量和吸附速率及解吸速度。本發(fā)明與現(xiàn)有普通方法制造的微孔和中孔活性炭有關(guān)數(shù)據(jù)比較結(jié)果見表(一)。
表一
本發(fā)明的附圖
(見說明書附圖)是指活性炭吸附氮氣時的吸附等溫線，以反映活性炭的吸附速率。圖上橫坐標(biāo)為相對壓力(P/P0)，縱坐標(biāo)反映相對壓力下的吸附容積。圖上的三條吸附等溫線反映本發(fā)明產(chǎn)品即中孔、微孔發(fā)達的顆?；钚蕴颗c現(xiàn)有中孔發(fā)達和微孔發(fā)達活性炭的不同曲線走向圖。從圖上可以看出，中孔微孔發(fā)達的煤質(zhì)顆粒活性炭隨著相對壓力的增加其吸附容量增大速度要比中孔發(fā)達煤質(zhì)活性炭和微孔發(fā)達煤質(zhì)活性炭大得多。
本發(fā)明的實施例如下將無煙煤144kg、肥煤27kg、磺化煤9kg混合，在錘式破碎機中破碎到粒徑10-20mm左右，然后在振動磨中磨粉，煤粉細(xì)度控制在180目左右。將上述煤粉和63公斤高溫煤焦油、9kg紙漿液混和，在捏合機中捏合約15分鐘。將捏合均勻的上述膏體狀物料在315噸四柱式液壓機中壓伸成3.6mm的柱狀體，壓伸壓力約150-250kg/cm2。將成型料涼干后加入到1.5m×12m的內(nèi)旋式炭化爐中炭化，炭化溫度450-550℃，爐中停留時間40-60分鐘。炭化工序完成后，將炭化好的炭化料加入到斯列普活化爐中活化，活化溫度850-950C，水蒸汽加入量0.9-1.3噸/小時，炭化料在活化爐中的停留時間為40-50小時。
制成成品的活性炭其檢測數(shù)值如下碘值1108.4mg/g 強度91.2％亞甲蘭吸附值241.4mg/gCCL4吸附率100.3％中孔容積0.2822ml/g 微孔容積0.8200ml/g
權(quán)利要求
1.一種中孔微孔發(fā)達煤質(zhì)顆粒活性炭及其生產(chǎn)方法，以煤為主要原料，經(jīng)破碎、磨粉、壓伸成型、炭化、活化工序制得產(chǎn)品，其特征在于制做活性炭的原料煤的各組份重量比為無煙煤75-83％、肥煤10-20％、磺化煤5-7％，將無煙煤、肥煤和磺化煤按比例混合后破碎、磨粉，將磨好的煤粉與高溫煤焦油(占煤粉總量的35％)和紙漿液(煤粉總量的5％)混合均勻，經(jīng)壓伸成型、炭化、斯列普爐活化工序，制成成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中孔微孔發(fā)達煤質(zhì)活性炭及其生產(chǎn)方法，其特征在于無煙煤、肥煤、磺化煤的破碎粒徑為10-20mm，磨粉后的煤粉細(xì)度為180目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中孔微孔發(fā)達煤質(zhì)活性炭及其生產(chǎn)方法，其特征為壓伸成型后的半成品活性炭經(jīng)炭化工序時，炭化溫度為450-550℃，物料在炭化爐中的停留時間為40-50分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中孔微孔發(fā)達煤質(zhì)活性炭及其生產(chǎn)方法，其特征在于炭化后的炭化料經(jīng)斯列普活化爐活化時，活化溫度為850-950℃，水蒸汽加入量為0.9-1.3噸/小時，物料在爐中停留時間為40-50小時。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煤質(zhì)活性炭。生產(chǎn)活性炭的原料煤以無煙煤為主，各組分的重量比為無煙煤75-83％、肥煤10-20％、磺化煤5-7％。將無煙煤、肥煤和磺化煤按比例混合后破碎、磨粉，將磨好的煤粉與高溫煤焦油(占煤粉總量的35％)和紙漿液(煤粉總量的5％)混合均勻，經(jīng)壓伸成型、炭化、斯列普爐活化工序制得成品。該活性炭與單一的微孔發(fā)達或中孔發(fā)達的活性炭相比，吸附容量和吸附速率和解吸速度有明顯提高。
文檔編號C01B31/08GK1152546SQ95120928
公開日1997年6月25日 申請日期1995年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月20日
發(fā)明者程建源, 方先璋, 陰兆棟 申請人:寧夏光華活性炭廠, 山西新華化工廠設(shè)計研究所