CN101462721A - 褐煤清洁制造活性炭和活性焦的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
一种褐煤清洁制造活性炭和活性焦的工艺方法，褐煤经除杂洗选破碎筛分，通过干馏设备半焦化处理，分离的焦油深加工后与黑液等制成黏合剂，干馏气体燃烧供热供汽；褐煤半焦与配煤混合制粉后与黏合剂混捏压条；送入转炉炭化成柱状炭化料；炭化料再送入SLEP活化炉处理成柱状活性炭；或炭化料送入回转式多功能活化炉制成活性焦；褐煤半焦与配煤混合后与高温沥青制粉、压块、破碎、筛分后送入固定床炭化；得到的炭化料送入回转式多功能活化炉或SLEP活化炉制成不定型活性炭；将混合改性后的褐煤通过硫酸酸洗后，直接送入回转式多功能活化炉得不定型活性炭，将活化后筛分的物料制成活性炭粉。本发明提高物料回收率及能源利用，减少污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种制活性炭和活性焦的工艺方法，尤指一种褐煤清洁制造活性炭和活性焦的工艺方法。
背景技术
褐煤有着清洁、低挥发和低硫的优点，但同时又存在着含水多湿度大、燃点低、热值低(热值通常在4000kcal/kg以下，且相当多的在3500kcal/kg以下)和二氧化碳排放量大的缺点，是导致全球温室效应的重要因素之一，因此利用褐煤提取活性炭存在环境污染的弊端，国内现有的褐煤提取活性炭基本上都是利用回转窑炭化与SLEP炉水蒸汽活化相结合。其存在如下缺点：
(1)粗放型生产，褐煤消耗大，污染大，生产的活性炭质量差；
(2)不能精确控制生产，大约25％的有效物料与吸附能力因氧化及制造过程的不均匀不可控性被浪费，且污染环境。
因此需要设计一种用褐煤提取活性炭或活性焦的方法，能够避开上述缺点。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足，提供一种褐煤清洁制造活性炭和活性焦的工艺方法，其可以提高物料的回收利用率、提高能源利用，并且减少环境污染。
为了实现上述方案，本发明的技术解决方案为：一种褐煤清洁制造活性炭和活性焦的工艺方法，其包括如下步骤：
a、将褐煤进行除石、除铁、除杂的洗选；
b、对洗选后的褐煤破碎；
c、将破碎后的褐煤筛分，筛分后的大块褐煤再送入步骤b；
d、将筛分后的颗粒度合格料褐煤在450℃-750℃的干馏设备上进行半焦化处理；
e、将半焦化过程中产生的烟气进行洗涤净化，分离的焦油经深加工，使得沥青含量>55％后与造纸黑液和高温沥青配制成黏合剂，将半焦化的含Vf(有机挥发份)<15％的褐煤半焦加入配煤混合后制粉，将该制好的煤粉与制好的黏合剂混捏后压条处理；
f、将步骤e制好的煤压条送入转炉内炭化处理；
g、将步骤f制好的炭化料送入SLEP活化炉处理；
h、将步骤f制好的炭化料通过回转式多功能活化炉活化成活性焦；
i、将步骤g制好的活性炭利用SLEP活化炉产生的活化烟气(H2O、CO2、N2、CO、H2)送入回转式多功能活化炉供活化柱状活性焦使用；
j、将Vf(有机挥发份)<15％的褐煤半焦与步骤c的颗粒褐煤混合改性后所得的一部分Vf(有机挥发份)<30％的褐煤与配煤混合后与高温沥青制粉、压块、破碎、筛分后送入固定床于450℃-750℃炭化，筛下的细颗粒物再送入制粉步骤；得到的炭化料回转式多功能活化炉深度活化，使得产品碘值大于GB1050MG/G，得到深度活化压块破碎活性炭；
k、将另一部分Vf(有机挥发份)<30％的褐煤通过H2SO4酸洗后或直接送入固定床450℃-750℃炭化处理后，通过回转式多功能活化炉直接活化成不定型活性炭；
1、将SLEP活化炉出来的产料进行筛分处理，筛上的柱炭活性炭打包出厂，将筛下物以及从SLEP活化炉中出来的破碎炭进行破碎筛分处理后，将筛下的炭粉与回转式多功能活化炉出来的产物筛分后的筛下产物一同进行制粉处理；
m、将步骤g制得的符合规定的柱状活性炭混均后，包装出厂；步骤h制得的符合规定的柱状活性焦混均后，包装出厂；将步骤i制得的活性焦混均后，包装出厂；将步骤j制得的符合规定的深度活化压块破碎活性炭混均后，包装出厂；将步骤k制得的符合规定的不定型活性焦混均后，包装出厂；将步骤1制得的符合规定的活性炭粉混均后包装出厂。
本发明褐煤清洁制造活性炭和活性焦的工艺方法，其中步骤c中筛分出的大块为块径大于40mm的褐煤。
本发明褐煤清洁制造活性炭和活性焦的工艺方法，其中所述步骤e中所述配煤为焦煤或无烟煤，所述褐煤半焦与焦煤的配比为1：4至2：3之间，所述褐煤与无烟煤的配比为3：17至3：7之间。
本发明褐煤清洁制造活性炭和活性焦的工艺方法，其中所述步骤j中的配煤为弱粘煤及粘煤，所述褐煤半焦与弱粘煤的配比为1：3至5：3之间，所述褐煤半焦与粘煤的配比为2：15至5：9之间，所述步骤j混合后的的煤粉与高温沥青的配比为10：4至20：3之间。
本发明褐煤清洁制造活性炭和活性焦的工艺方法，其中所述步骤e中焦油分离产生的Vf(有机挥发份)气体、步骤j经混合改性后产生的Vf(有机挥发份)气体、步骤f从固定床炭化处理后产生的Vf(有机挥发份)气体以及从步骤h/i/j/k产生的可燃活化烟气(H2O、CO2、N2、CO、H2)送入气固混燃净化供热装置。
本发明褐煤清洁制造活性炭和活性焦的工艺方法，其中所述可燃烟气送入气固混燃净化供热装置，气固混燃净化供热装置高温燃烧后，通过余热锅炉产生蒸汽，蒸汽再输入到SLEP活化炉中进行物理活化，SLEP活化炉产生的蒸汽也可送入余热锅炉中。
本发明褐煤清洁制造活性炭和活性焦的工艺方法，其中所述气固混燃净化供热装置产生的高温烟气通入半焦化过程所用的干馏设备。
本发明褐煤清洁制造活性炭和活性焦的工艺方法，其中所述气固混燃净化供热装置产生的高温烟气通过余热锅炉后，通入待干燥物料烘干。
采用上述方案后，本发明褐煤清洁制造活性炭和活性焦的工艺方法将褐煤洗选、破碎、筛分后经干馏设备半焦化处理后得到煤气、煤焦油和半焦。褐煤半焦和煤焦油用于制造活性炭或活性焦，产生的煤气用于燃烧供能。半焦反应活性好，是生产活性炭及活性焦的理想原料。褐煤半焦化处理得到的优质低温煤焦油，经进一步加工重整后，是生产活性炭很好的黏合剂。褐煤半焦化过程中产生的合成气即产生的含Vf(有机挥发份)空气、活化烟气、煤气及其它燃料送入气固混燃净化供热系统燃烧，产生的载热气体经余热锅炉产生的蒸汽供活化工艺等使用，尾气用于物料烘干；SLEP活化炉的部分活化烟气，供回转式多功能活化炉使用，使废弃污染气体及煤焦油等不再排放到外面污染环境，而做到原料利用率高，生产过程基本无废料；可与多个过程实现联产；生产装置热效率较高，能耗较低；生产过程耗水量少；基本无废水，实现低SO2等污染气体排放。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图说明
图1是本发明褐煤清洁制造活性炭和活性焦的工艺方法的工艺流程图；
图2是本发明气固混燃净化供热系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示本发明褐煤清洁制造活性炭和活性焦的工艺方法的工艺流程图，其包括如下步骤：
a、将褐煤进行除石、除铁、除杂的洗选；
b、对洗选后的褐煤破碎；
c、将破碎后的褐煤筛分，筛分后的块径大于40mm的大块褐煤再送入步骤b，继续进行破碎；
d、将筛分后的颗粒度合格料褐煤在450℃-750℃的干馏设备上进行半焦化处理；
e、将半焦化过程中产生的烟气进行洗涤净化，分离的焦油经深加工(达到沥青含量>55％)后与造纸黑液和高温沥青配制成黏合剂，将半焦化的含Vf(有机挥发份)<15％的褐煤半焦加入焦煤或无烟煤，褐煤半焦与焦煤的配比为1：4至2：3之间，褐煤与无烟煤的配比为3：17至3：7之间。配比后的褐煤半焦与焦煤或无烟煤混合后制粉，将该制好的煤粉与制好的黏合剂混捏后压条处理；
f、将步骤e制好的煤压条送入转炉内炭化处理；
g、若步骤e采用配煤为无烟煤时，将步骤f制好的炭化料送入SLEP活化炉处理；
h、若步骤e采用配煤为焦煤时，将步骤f制好的炭化料通过回转式多功能活化炉活化成活性焦；
i、将步骤g制好的活性炭利用SLEP活化炉产生的活化烟气(H2O、CO2、N2、CO、H2)送入回转式多功能活化炉供活化柱状活性焦使用；
j、将Vf(有机挥发份)<15％的褐煤半焦与步骤c的颗粒褐煤混合改性后所得的一部分Vf(有机挥发份)<30％的褐煤与弱粘煤以1：3至5：3之间的配比关系及与粘煤以2：15至5：9之间的配比关系混合后与高温沥青以10：4至20：3之间配比制粉、压块、破碎、筛分后送入固定床于450℃-750℃炭化，筛下的细颗粒物再送入制粉步骤；得到的炭化料送入回转式多功能活化炉深度活化，使得产品碘值大于GB1050MG/G，得到深度活化压块破碎活性炭；
k、将另一部分Vf(有机挥发份)<30％的褐煤通过H2SO4酸洗后或直接送入固定床450℃-750℃炭化处理后，通过回转式多功能活化炉直接活化成不定型活性炭；
1、将SLEP活化炉出来的产料进行筛分处理，筛上的柱炭活性炭打包出厂，将筛下物以及从SLEP活化炉中出来的破碎炭进行破碎筛分处理后，将筛下的炭粉与回转式多功能活化炉出来的产物筛分后的筛下产物一同进行制粉处理；
m、将步骤g制得的符合规定的柱状活性炭混均后，包装出厂；步骤h制得的符合规定的柱状活性焦混均后，包装出厂；将步骤i制得的活性焦混均后，包装出厂；将步骤j制得的符合规定的深度活化压块破碎活性炭混均后，包装出厂；将步骤k制得的符合规定的不定型活性焦混均后，包装出厂；将步骤1制得的符合规定的活性炭粉混均后包装出厂。
步骤e中焦油分离产生的Vf(有机挥发份)气体、步骤j经混合改性后产生的Vf(有机挥发份)气体、步骤f从固定床炭化处理后产生的Vf(有机挥发份)气体以及从步骤h/i/j/k产生的可燃活化烟气(H2O、CO2、N2、CO、H2)送入气固混燃净化供热装置。
可燃烟气送入气固混燃净化供热装置，气固混燃净化供热装置高温燃烧后，通过余热锅炉产生蒸汽，蒸汽再输入到SLEP活化炉中进行物理活化，SLEP活化炉产生的蒸汽也可送入余热锅炉中。
气固混燃净化供热装置产生的高温烟气通入半焦化过程所用的干馏设备。
气固混燃净化供热装置产生的高温烟气通过余热锅炉后，通入待干燥物料烘干。
如图2所示本发明气固混燃净化供热系统的结构示意图，该系统结构已经为本发明人申请过专利，其专利号为200720190008.4，气固混燃净化供热系统包括燃烧室1、回转炭化炉2、集尘室3、焚烧炉4、燃烧道5、余热锅炉8和除尘器9，煅烧室1出烟口与回转炭化炉2的一端相连，回转炭化炉2的另一端与集尘室3的进气口相连，集尘室3的出气口与焚烧炉4的进口端相连，焚烧炉4的出口端与燃烧道5的进气端相连，燃烧道5的出气端与余热锅炉8的进口端相连，余热锅炉8出口端与除尘器9进口端相连，焚烧炉4开有引入可燃混合气体即活化烟气(H2O、CO2、N2、CO、H2)及Vf(有机挥发份)空气的进气口10，余热锅炉8内装有过热器7，燃烧道5上开有利于人观察燃烧状态的人孔6。
本发明褐煤清洁制造活性炭和活性焦的工艺方法将褐煤洗选、破碎、筛分后经干馏设备半焦化处理后得到煤气、煤焦油和半焦。褐煤半焦和煤焦油用于制造活性炭或活性焦，产生的煤气用于燃烧供能。半焦反应活性好，是生产活性炭及活性焦的理想原料。褐煤半焦化处理得到的优质低温煤焦油，经进一步加工重整后，是生产活性炭很好的黏合剂。褐煤半焦化过程中产生的合成气即产生的含Vf(有机挥发份)气体、活化烟气、煤气及其它燃料送入气固混燃净化供热系统燃烧，产生的载热气体经余热锅炉产生的蒸汽供活化工艺等使用，尾气用于物料烘干；SLEP活化炉的部分活化烟气，供回转式多功能活化炉使用，使废弃污染气体及煤焦油等不再排放到外面污染环境，而做到原料利用率高，生产过程基本无废料；可与多个过程实现联产；生产装置热效率较高，能耗较低；生产过程耗水量少；基本无废水，实现低SO2等污染气体排放。
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，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1、一种褐煤清洁制造活性炭和活性焦的工艺方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、将褐煤进行除石、除铁、除杂的洗选；
b、对洗选后的褐煤破碎；
c、将破碎后的褐煤筛分，筛分后的大块褐煤再送入步骤b；
d、将筛分后的颗粒度合格料褐煤在450℃-750℃的干馏设备上进行半焦化处理；
e、将半焦化过程中产生的烟气进行洗涤净化，分离的焦油经深加工，使得沥青含量>55％后与造纸黑液和高温沥青配制成黏合剂，将半焦化的含Vf(有机挥发份)<15％的褐煤半焦加入配煤混合后制粉，将该制好的煤粉与制好的黏合剂混捏后压条处理；
f、将步骤e制好的煤压条送入转炉内炭化处理；
g、将步骤f制好的炭化料送入SLEP活化炉处理；
h、将步骤f制好的炭化料通过回转式多功能活化炉活化成活性焦；
i、将步骤g制好的活性炭利用SLEP活化炉产生的活化烟气(H2O、CO2、N2、CO、H2)送入回转式多功能活化炉供活化柱状活性焦使用；
j、将Vf(有机挥发份)<15％的褐煤半焦与步骤c的颗粒褐煤混合改性后所得的一部分Vf(有机挥发份)<30％的褐煤与配煤混合后与高温沥青制粉、压块、破碎、筛分后送入固定床于450℃-750℃炭化，筛下的细颗粒物再送入制粉步骤；得到的炭化料回转式多功能活化炉深度活化，使得产品碘值大于GB1050MG/G，得到深度活化压块破碎活性炭；
k、将另一部分Vf(有机挥发份)<30％的褐煤通过H2SO4酸洗后或直接送入固定床450℃-750℃炭化处理后，通过回转式多功能活化炉直接活化成不定型活性炭；
1、将SLEP活化炉出来的产料进行筛分处理，筛上的柱炭活性炭打包出厂，将筛下物以及从SLEP活化炉中出来的破碎炭进行破碎筛分处理后，将筛下的炭粉与回转式多功能活化炉出来的产物筛分后的筛下产物一同进行制粉处理；
m、将步骤g制得的符合规定的柱状活性炭混均后，包装出厂；步骤h制得的符合规定的柱状活性焦混均后，包装出厂；将步骤i制得的活性焦混均后，包装出厂；将步骤j制得的符合规定的深度活化压块破碎活性炭混均后，包装出厂；将步骤k制得的符合规定的不定型活性焦混均后，包装出厂；将步骤1制得的符合规定的活性炭粉混均后包装出厂。
2、如权利要求1所述的褐煤清洁制造活性炭和活性焦的工艺方法，其特征在于：步骤c中筛分出的大块为块径大于40mm的褐煤。
3、如权利要求1或2所述的褐煤清洁制造活性炭和活性焦的工艺方法，其特征在于：所述步骤e中所述配煤为焦煤或无烟煤，所述褐煤半焦与焦煤的配比为1：4至2：3之间，所述褐煤与无烟煤的配比为3：17至3：7之间。
4、如权利要求3所述的褐煤清洁制造活性炭和活性焦的工艺方法，其特征在于：所述步骤j中的配煤为弱粘煤及粘煤，所述褐煤半焦与弱粘煤的配比为1：3至5：3之间，所述褐煤半焦与粘煤的配比为2：15至5：9之间，所述步骤j混合后的的煤粉与高温沥青的配比为10：4至20：3之间。
5、如权利要求4所述的褐煤清洁制造活性炭和活性焦的工艺方法，其特征在于：所述步骤e中焦油分离产生的Vf(有机挥发份)气体、步骤j经混合改性后产生的Vf(有机挥发份)气体、步骤f从固定床炭化处理后产生的Vf(有机挥发份)气体以及从步骤h/i/j/k产生的可燃活化烟气(H2O、CO2、N2、CO、H2)送入气固混燃净化供热装置。
6、如权利要求5所述的褐煤清洁制造活性炭和活性焦的工艺方法，其特征在于：所述可燃烟气送入气固混燃净化供热装置，气固混燃净化供热装置高温燃烧后，通过余热锅炉产生蒸汽，蒸汽再输入到SLEP活化炉中进行物理活化，SLEP活化炉产生的蒸汽也可送入余热锅炉中。
7、如权利要求6所述的褐煤清洁制造活性炭和活性焦的工艺方法，其特征在于：所述气固混燃净化供热装置产生的高温烟气通入半焦化过程所用的干馏设备。
8、如权利要求7所述褐煤清洁制造活性炭和活性焦的工艺方法，其特征在于：所述气固混燃净化供热装置产生的高温烟气通过余热锅炉后，通入待干燥物料烘干。
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