CN101812309A

CN101812309A - 一种制备活性炭用煤基炭化料的制备方法

Info

Publication number: CN101812309A
Application number: CN 201010151828
Authority: CN
Inventors: 何建祥; 魏超
Original assignee: Xi'an Sanrui Industrial Co Ltd
Current assignee: Xi'an Sanrui Industrial Co Ltd
Priority date: 2010-04-20
Filing date: 2010-04-20
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2030-04-20
Also published as: CN101812309B

Abstract

本发明提供一种制备活性炭用煤基炭化料的制备方法，将原煤制成煤基压块成型料(无定形颗粒状)。然后进入外热式回转氧化炉，在150～280℃与连续定量加入氧化炉筒体内的热空气发生强制氧化反应，氧化后的煤基压块氧化料进入外热式炭化炉，在不同温度段下经过一定条件的热处理和一系列的干馏、热裂解、缩聚反应等制成煤基压块炭化料。通过炭化炉裂解氧化料产生的煤基压块碳化料经过输送装置输送到下一工序进行冷却。由炭化炉出来的尾气，热值较高，经过分离和纯化作为热源提供给氧化炉和炭化炉，达到循环利用。本发明工艺过程简单，无废气、废水、废渣排放，属于环保综合利用项目。

Description

一种制备活性炭用煤基炭化料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种制备活性炭用煤基碳化料的制备工艺。它属于煤化工技术领域。

背景技术

煤基活性炭是一种炭质吸附材料。其化学稳定性和热稳定性好，能够耐酸、耐碱腐蚀，不溶于水和有机溶剂，能经受水浸、高温和高压的作用，失效后可以再生；广泛用于气体吸附、分离、净化及体净化等。

目前工业应用的活性炭有颗粒活性炭、粉状活性炭、成型活性炭和活性炭炭纤维等，活性炭主要应用在水处理、化工制药、采矿、气体净化、食品加工、制糖、脱色和气体溶剂回收等领域。

我国活性炭工业生产起步于50年代。改革开放后进人高速发展时期，年产量由改革开放初期的1万余吨增加到目前的15x10⁴t以上。总产量已超过日本仅次于美国，是世界第二大活性炭生产国。按原料划分，有煤基活性炭、木质活性炭和果壳活性炭等。其中，煤基活性炭比例最大，约占总产量的70％。国内生产的活性炭，约有60％出口，是世界最大的活性炭出口国。目前，我国煤基活性炭生产采用的生产装置主要是50年代从前苏联引进的斯列普炉。后经多次改进，炉体性能有很大提高。该炉型具有投资低、产品调整方便等特点，在国内煤基活性炭厂得到广泛应用；80年代初，从英国引进了斯特克炉，用于生产廉价的原煤破碎活性炭，并在大同地区的部分活性炭厂推广应用。但由于这种炉型生产的活性炭质量低，因此，目前，大同地区的活性炭厂仍以斯列普炉为主。近年来，随国内生产厂规模的扩大，这2种炉型因规模小、自动化程度低和产品质量不稳定等原因，已满足不了煤基活性炭生产发展的需要。国内活性炭厂已开始从美国引进生产能力大、自动化程度高、产品质量高的多膛炉(耙式炉)。但由于多种原因至今不能正常运转。目前仍有部分企业正计划引进多膛炉，建设年产量超万吨的大型煤基活性炭厂。

发明内容

本发明的目的是提供一种活性炭用煤基碳化料的制备方法，可连续式生产，工艺过程无废气、废水、废渣排放，属于环保综合利用项目。

为实现以上目的，本发明的技术方案将原煤研磨、干燥后压制成块，然后经过氧化和碳化过程制备成煤基压块炭化料，主要步骤和要点如下：

(1)将原煤干燥后研磨成粒度均匀的粉料，经过输送装置送入成型压块机，制成煤基压块成型料(无定形颗粒状)。

(2)煤基压块成型料经过输送装置定量连续的进入外热式回转氧化炉，与连续定量加入氧化炉筒体内的热空气发生强制氧化反应，并且将筒体内物料加热至150～280℃，物料在有效氧化反应段停留1～3个小时。

(3)氧化后的煤基压块氧化料经过输送装置进入外热式炭化炉，在不同温度段下经过一定条件的热处理和一系列的干馏、热裂解、缩聚反应等制成煤基压块炭化料。炭化炉进口处的物料温度在150～250℃，随后逐渐递升，至到物料的最高温度达到550～600℃。物料在炭化炉内停留1～3个小时。回转炭化炉维持在微负压和微正压之间，压力控制在-20～20mm H₂O。

(4)通过炭化炉裂解氧化料产生的煤基压块碳化料经过输送装置输送到下一工序进行冷却。

(5)由炭化炉出来的尾气，热值较高，经过分离和纯化作为热源提供给氧化炉和炭化炉，达到循环利用。

步骤(2)中回转氧化炉采取外加热形式，加热和氧化物料所需的热量由所需的热量由氧化炉外热风和炉尾进入的逆流热空气提供。

步骤(3)中回转炭化炉采取外加热形式，要保证物料的温度达到650℃左右，炉内保持-20～20mmH₂O的压力，防止空气泄入。整个过程连续生产，温度控制稳定，反应率高。回转炭化炉采用特殊材料，热风布置合理，热能利用率高。

步骤(4)中冷却物料采用两种形式一是回转冷却设备间接冷却，冷却介质为循环水或其它冷媒，另外一种采用温度不高的惰性气体在回转冷却炉中与赤热碳化料换热冷却。

本发明工艺反应相对目前的制取煤基碳化料工艺有以下几个优点：

(1)预氧化过程采取外部强制给热和筒体内热空气逆流氧化，大大提高了氧化效率。

(2)提高了炭化炉尾气中煤气的热值，对炭化尾气进行循环利用，节约能源，对环境无污染。

(3)投料、出料连续，自动化程度高，年产煤基炭化料达8万吨以上。

附图说明

图1是本发明的流程示意图。

具体实施方式

实施例1

将100kg的，粒度在0.60～3.35mm、水份≤2％、挥发份：30％～40％的煤基压块成型料(无定形颗粒状)在200℃下在氧化炉内充分氧化2个小时。煤基氧化料由氧化炉尾部出料箱排出进入输送装置送入回转炭化炉，在温度逐渐递增的炭化炉内碳化2个小时，炭化炉的各段温度为：270℃、330℃、390℃、450℃、510℃和570℃，压力值控制在10mm H₂O。产生的煤基碳化料在隔绝空气的条件下送入冷却炉冷却，冷却炉采取循环水喷淋冷却的形式。产生的炭化尾气经过分离和纯化处理，得到焦油和煤气。经计算和分析煤基碳化料粒度在0.425～3.35mm、挥发份：15％～22％。煤气成分：CH₄、H₂、CO、CO₂、N₂、H₂O。其热值在6000大卡/Nm3左右。

Claims

1.一种制备活性炭用煤基炭化料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将原煤干燥后研磨成粒度均匀的粉料，经过输送装置送入成型压块机，制成煤基压块成型料；

(2)煤基压块成型料在外热式回转氧化炉内，与连续定量加入氧化炉筒体内的热空气发生强制氧化反应，氧化温度150～280℃，物料在有效氧化反应段停留1～3个小时；

(3)氧化后的煤基压块氧化料经过输送装置进入外热式炭化炉，在不同温度段下经过热处理、干馏、热裂解、缩聚反应制成煤基压块炭化料；炭化炉进口处的物料温度在150～250℃，随后逐渐递升，至到物料的最高温度达到550～600℃；物料在炭化炉内停留1～3小时；回转炭化炉压力控制在-20～20mmH₂O；

(4)通过炭化炉裂解氧化料产生的煤基压块碳化料经过输送装置输送到下一工序进行冷却；由炭化炉出来的尾气经过分离和纯化作为热源提供给氧化炉和炭化炉，达到循环利用。

2.如权利要求1所述的制备活性炭用煤基炭化料的制备方法，其特征在于原料煤为单种煤和/或几种煤的混配。

3.如权利要求1所述的制备活性炭用煤基炭化料的制备方法，其特征在于回转氧化炉加热方式采用外热式，安装形式采取卧式，加热和氧化物料所需的热量由氧化炉外热风和炉尾进入的逆流热空气提供。

4.如权利要求1所述的制备活性炭用煤基炭化料的制备方法，其特征在于回转炭化炉加热方式采用外加热，其热源可以为炭化炉出来的尾气或天然气。

5.如权利要求1所述的制备活性炭用煤基炭化料的制备方法，其特征在于碳化炉内温度采取分段控制，温度在200℃～650℃。