CN101121515A - 脱汞专用活性炭的制造方法及其产品 - Google Patents

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Abstract

一种脱汞专用活性炭的制造方法，其包括以下步骤：按重量百分比，用无烟煤70～80％、烟煤15～25％和2％～5％的MgO和/或3％～10％的MgSO4，混合制粉，然后，用制好的混合粉料，按重量百分比，以粉料60～65％，沥青5～10％，煤焦油25～30％与水3～5％充分混涅均匀，再经压机压成条状，然后经晾晒、炭化、活化、破碎/筛分后，取筛上成品，再用90％以上浓硫酸浸泡8～10小时，硫酸洗涤回收后，用碱调节pH至4～8，最后烘干后筛分即成。根据本发明制造出来的脱汞专用活性炭，主要用于高效可靠地脱除烟气、土壤和水中的汞等金属污染物，清洁环境，保护健康；其脱除能力强，成本低，效果好。

Description

脱汞专用活性炭的制造方法及其产品
技术领域
本发明涉及一种活性炭的制造方法及其产品，特别是涉及一种脱汞专用活性炭的制造方法及其产品。
背景技术
目前，活性炭产品种类繁多，用途广泛，其中主要是煤制颗粒炭和煤制柱炭，他们的生产工艺主要为原煤-破碎-磨粉-混捏-成型(挤条)-炭化-活化-后处理-包装，其可以广泛用在污水处理、废气处理等，但现有的活性炭大都存在着比表面积小、强度不足、中孔不发达和吸附效果不佳等问题，同时专用于某一方面的活性炭产品较少，有公开报道的专用活性炭产品都是用于吸附处理尾气废气中的硫化氢和SO2等，如中国专利申请02131311.3(公开号CN1405370A，公开日2003年3月26日)公开了一种用于在较高温度下脱除SO2的催化剂的制备方法是将金属盐类配成1～20wt％的水溶液，以1g活性炭纤维与2ml前述水溶液的比例混合后，室温放置12h，取出负载了盐类的活性炭纤维。室温晾干后在120℃下干燥过夜。将0.1g～2g负载了金属盐类的活性炭纤维装在反应炉中，然后将炉温升到50～80℃后，将含有SO2、O2和水蒸气的N2通入反应炉内进行SO2的脱除。本发明可在较高温度下高活性脱除烟气中的SO2。但是专门用于脱除重金属如烟气土壤和水中的汞的活性炭产品至今还未见报道。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种专用于脱除烟气土壤和水中的汞的活性炭的制造方法及其产品。
一种脱汞专用活性炭的制造方法，其包括以下步骤：重量百分比，用无烟煤70～80％、烟煤15～25％和2％～5％的MgO和/或3％～10％的MgSO4，混合制粉，然后，用制好的混合粉料，按重量百分比，以粉料60～65％，沥青5～10％，煤焦油25～30％与水3～5％充分混涅均匀，再经压机压成条状，然后经晾晒、炭化、活化、破碎/筛分后，取筛上成品，再用90％以上浓硫酸浸泡8～10小时，硫酸洗涤回收后，用碱调节pH至4～8，最后烘干后筛分即成。
本发明脱汞专用活性炭的制造方法，其中制粉时较佳用量为采用无烟煤80％、烟煤16％和4％的MgO；或采用无烟煤75％、烟煤18％和7％的MgSO4；或采用无烟煤75％、烟煤20％和5％的MgO或MgSO4或2％的MgO和3％的MgSO4。
本发明脱汞专用活性炭的制造方法，其中炭化步骤中炭化条件为炭化炉炉尾温度控制在280～300℃，升温速度3～10℃/min，投料量为在炉内所占的体积为炉体总空间的4％～10％，炭出炉时的压力控制在30～120pa，炭化炉转速40～45秒/转。
本发明脱汞专用活性炭的制造方法，其中活化步骤采用斯列普固定床式活化炉，加料时间为8小时加料一次，活化炉卸料时间为25分钟卸料一次，活化温度为850～950℃，蓄热室顶部温度1000℃～1100℃，进活化炉蒸汽压力为0.2±0.02MPa，活化炉内压力最低压力点不得低于10Pa，可控制在10Pa～50Pa。
本发明脱汞专用活性炭的制造方法，其中所用碱为NaOH或KOH或其他常用工业用碱或它们的混合物。
利用本发明脱汞专用活性炭的制造方法制造出的脱汞专用活性炭。
本发明脱汞专用活性炭的脱汞原理如下：氧化镁和浓硫酸可反应生成硫酸镁；镁元素主要用于高温活化时的空隙调整；硫酸根在高温下被氧化成三氧化硫，而三氧化硫又会被炙热的炭还原成单质硫，在应用时硫与汞反应，生成硫化汞，从而实现脱汞的目的：
SO3+C→S+CO2
Hg+S＝HgS
除此之外，煤制活性炭与浓硫酸可反应生成磺化产物，磺化反应使煤结构的芳香环上引入磺酸基(～SO3H)；同时，由于浓硫酸的氧化作用，还把芳香环侧链上的烷基氧化为羧基(～COOH)和羟基(～OH)，这些基团上的氢，都能被一些金属离子所置换，从而实现不但可以脱除汞，还可以脱除其他金属污染物的目的。
根据本发明制造出来的脱汞专用活性炭，主要用于高效可靠地脱除烟气、土壤和水中的汞等金属污染物，清洁环境，保护健康。当用于脱除烟气中的汞时，可采用在烟道中吹入粉末活性炭的方法，用量一般为100～300mg/Nm3；当用于脱除土壤中的汞时，通常将土壤加热，使汞呈气态释放出来，而后在烟道中吹入粉末活性炭，用量一般为100～300mg/Nm3；当用于脱除脱除水中的汞时，可以将一定量的活性炭投加到要处理的水中，经过一定时间的混合搅拌，使吸附达到平衡，然后用沉淀或过滤的方法使污水与炭分离；或者采用固定床形式，使污水连续的通过充填粒状活性炭层，污水中的金属污染物被活性炭吸附；粉状炭一般以5～10％的悬浮液投加，其投加量根据原水的水质而异，并与水处理厂的流程有关。一般情况下投加计量为3～10mg/l，与水的接触时间一般15～30min。其脱除能力强，成本低，效果好。
具体实施方式
为进一步说明本发明，结合以下实施例进行具体阐述：
实施例1：
一种脱汞专用活性炭的制造方法，其包括以下步骤：按重量百分比，用无烟煤75％、烟煤18％和7％的MgSO4，混合制粉，然后，用制好的混合粉料，按重量百分比，用粉料65％，沥青5％，煤焦油27％与水3％充分混涅均匀，再经压机压成条状，然后经晾晒、炭化、活化、破碎/筛分后，取筛上成品，再用90％以上浓硫酸浸泡8小时，硫酸洗涤回收后，用NaOH调节pH至8，最后烘干后筛分即成。
其中所述炭化步骤中炭化条件为炭化炉炉尾温度控制在280～300℃，升温速度3～10℃/min，投料量为在炉内所占的体积为炉体总空间的4％～10％，炭出炉时的压力控制在30～120pa，炭化炉转速40秒/转；所述活化步骤采用斯列普固定床式活化炉，加料时间为8小时加料一次，活化炉卸料时间为25分钟卸料一次，活化温度为850～950℃，蓄热室顶部温度1000℃～1100℃，进活化炉蒸汽压力为0.2±0.02MPa，活化炉内压力最低压力点不得低于10Pa，可控制在10Pa-50Pa。
实施例2：
一种脱汞专用活性炭的制造方法，其包括以下步骤：按重量百分比，用无烟煤70％、烟煤25％、5％的MgO或MgSO4或2％的MgO和3％的MgSO4，混合制粉，然后，用制好的混合粉料，按重量百分比，用粉料60％，沥青7％，煤焦油30％与水3％充分混涅均匀，再经压机压成条状，然后经晾晒、炭化、活化、破碎/筛分后，取筛上成品，再用90％以上浓硫酸浸泡10小时，硫酸洗涤回收后，用KOH调节pH至6，最后烘干后筛分即成。
其他条件同实施例1。
实施例3：
一种脱汞专用活性炭的制造方法，其包括以下步骤：按重量百分比，用无烟煤80％、烟煤16％和4％的MgO，混合制粉，然后，用制好的混合粉料，按重量百分比，用粉料60％，沥青7％，煤焦油30％与水3％充分混涅均匀，再经压机压成条状，然后经晾晒、炭化、活化、破碎/筛分后，取筛上成品，再用90％以上浓硫酸浸泡8小时，硫酸洗涤回收后，用NaOH调节pH至7，最后烘干后筛分即成。
其他条件同实施例1。
实施例4：
一种脱汞专用活性炭的制造方法，其包括以下步骤：按重量百分比，用无烟煤70％、烟煤20％和10％的MgSO4，混合制粉，然后，用制好的混合粉料，按重量百分比，用粉料60％，沥青10％，煤焦油25％与水5％充分混涅均匀，再经压机压成条状，然后经晾晒、炭化、活化、破碎/筛分后，取筛上成品，再用90％以上浓硫酸浸泡8小时，硫酸洗涤回收后，用KOH调节pH至8，最后烘干后筛分即成。
其他条件同实施例1。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明涉及方案前提下，本领域技术人员对本发明的技术方案作出的各种显而易见的变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (9)

1.一种脱汞专用活性炭的制造方法，其特征在于其包括以下步骤：按重量百分比，用无烟煤70～80％、烟煤15～25％和2％～5％的MgO和/或3％～10％的MgSO4，混合制粉，然后，用制好的混合粉料，按重量百分比，以粉料60～65％，沥青5～10％，煤焦油25～30％与水3～5％充分混涅均匀，再经压机压成条状，然后经晾晒、炭化、活化、破碎/筛分后，取筛上成品，再用90％以上浓硫酸浸泡8～10小时，硫酸洗涤回收后，用碱调节pH至4～8，最后烘干后筛分即成。
2.根据权利要求1所述的脱汞专用活性炭的制造方法，其特征在于：所述制粉时采用无烟煤80％、烟煤16％和4％的MgO。
3.根据权利要求1所述的脱汞专用活性炭的制造方法，其特征在于：所述制粉时采用无烟煤75％、烟煤18％和7％的MgSO4。
4.根据权利要求1所述的脱汞专用活性炭的制造方法，其特征在于：所述制粉时采用无烟煤75％、烟煤20％和5％的MgO或MgSO4或2％的MgO和3％的MgSO4。
5.根据权利要求1所述的脱汞专用活性炭的制造方法，其特征在于：所述炭化步骤中炭化条件为炭化炉炉尾温度控制在280～300℃，升温速度3～10℃/min，投料量为在炉内所占的体积为炉体总空间的4％～10％，炭出炉时的压力控制在30～120pa，炭化炉转速40～45秒/转。
6.根据权利要求5所述的脱汞专用活性炭的制造方法，其特征在于：所述活化步骤采用斯列普固定床式活化炉，加料时间为8小时加料一次，活化炉卸料时间为25分钟卸料一次，活化温度为850～950℃，蓄热室顶部温度1000℃～1100℃，进活化炉蒸汽压力为0.2±0.02MPa，活化炉内压力可控制在10Pa～50Pa。
7.根据权利要求6所述的脱汞专用活性炭的制造方法，其特征在于：所述碱为NaOH或KOH或其他常用工业用碱或它们的混合物。
8.根据权利要求7任一项所述的脱汞专用活性炭的制造方法，其特征在于：所述烘干步骤为在105～120℃下干燥到水份＜5％。
9.利用权利要求1～8任一项所述的脱汞专用活性炭的制造方法制造出的脱汞专用活性炭。
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