CN102001652B - 煤质糖脱色用活性炭的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了煤质糖脱色用活性炭的制备方法，解决煤质活性炭的孔隙结构、孔隙分布、与孔径大小与木质活性炭的差别很大，致使焦糖脱色率很差的问题。煤质糖脱色用活性炭的制备方法，包括以下步骤：（1）原煤破碎；（2）混匀：首先将原煤颗粒中加入粘合剂和水，混合均匀，其中原煤颗粒：粘合剂：氺的重量比=6:3:1，得到浸泡料，然后添加化学催化扩孔剂硝酸铈、二茂铁、或炭黑，搅拌均匀，得到混合物；（3）压伸、炭化；（4）活化；（5）精制。利用本发明方法，在活性炭制备工程中的混合阶段添加化学催化扩孔剂，可在改变活性炭的孔隙结构及孔分布的同时，使得活性炭孔径达到3.0mn+0.3，中孔容积和微孔容积分别不小于0.2-0.3cm3/g与0.5cm3/g，焦糖脱色率达到100%。
Description
技术领域
本发明涉及用于糖液脱色的活性炭，具体涉及一种煤质糖脱色用活性炭的制备方法。
背景技术
目前，糖液脱色一般都使用木质活性炭，这是因为煤质活性炭与木质活性炭在孔隙结构以及灰份组分上的不同。近年来由于国家狠抓环境保护，改善人们的生产自然环境出台了一系列政策：如退耕还林、封山育林等。使得木质活性炭生气企业的原材料供应量匮乏，木质活性炭供应量日渐不足，每年市场短缺3-5吨左右。目前各个研究机构都在致力于研发能够满足制糖工艺脱色用活性炭。
煤质活性炭不能替代木质活性炭的原因是：煤质活性炭的孔隙结构、孔隙分布、与孔径大小与木质活性炭的差别很大，致使焦糖脱色率很差，只有20-50%，所以，如何改变煤质活性炭的孔隙结构、孔隙分布和孔径大小，是目前研发的难点。
发明内容
本发明是为了解决煤质活性炭的孔隙结构、孔隙分布、与孔径大小与木质活性炭的差别很大，致使焦糖脱色率很差的问题，而提供了一种煤质糖脱色用活性炭的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
煤质糖脱色用活性炭的制备方法，包括以下步骤：
（1）原煤破碎：将原煤破碎、磨粉至粒度为60-200目的原煤颗粒；
（2）混匀：首先将原煤颗粒中加入粘合剂和水，混合均匀，其中原煤颗粒：粘合剂：氺的重量比=6:3:1，得到浸泡料，然后添加化学催化扩孔剂硝酸铈、二茂铁、或炭黑，搅拌均匀，得到混合物；
（3）压伸、炭化：将上述混合物压伸成型，然后炭化处理7-10小时；
（4）活化：将经炭化的物料转入活化炉中，活化处理2-6小时；
（5）精制：将经活化的物料分别经碱煮沸洗、酸洗、除杂质、水洗、烘干，即得成品。
所述的粘合剂为煤焦油。
所述步骤（2）中添加的化学催化扩孔剂为硝酸铈时，用量为浸泡料总量的1-10%0；添加的化学催化扩孔剂为二茂铁时，用量为浸泡料总量的1-10%；添加的化学催化扩孔剂为炭黑时，用量为浸泡料总量的15-30%0。
所述步骤（2）中的化学催化扩孔剂也可以为硝酸铈和二茂铁的混合物。
本发明主要是采用三种化学催化扩孔剂，解决煤质活性炭应用于糖液脱色时在孔隙结构方面不能满足要求，焦糖脱色率差的问题。发明人为了使活性炭的焦糖脱色率达到优级品及一级品的指标要求，在研制煤质活性炭时必须对活性炭的孔隙结构和孔分布进行较大的改变，同时，活性炭平均孔径须达到3.0mn+0.3，中孔容积和微孔容积分别不小于0.2-0.3cm3/g与0.5cm3/g，焦糖脱色率达到100%，其中糖脱色用活性炭技术指标如表1所示：
表1
| 项目 | 优级品 | 一级品 | 二级品 |
| A法焦糖脱色率≥ | 100 | 90 | 80 |
| 水分率≤ | 10 | 10 | 10 |
| PH值 | 3-5.0 | 3-5.0 | 3-5.0 |
| 灰分含量%≤ | 3.00 | 4.00 | 5.00 |
| 酸溶物含量%≤ | 1.00 | 1.50 | 2.0 |
| 铁含量%≤ | 0.05 | 0.10 | 0.15 |
| 氯化物含量%≤ | 0.20 | 0.25 | 0.3 |
利用本发明方法，在活性炭制备工程中的混合阶段添加化学催化扩孔剂，可在改变活性炭的孔隙结构及孔分布的同时，试验结果如下表2所示：
表2
| 样品 | 碘吸附值mg/g | 亚甲蓝吸附值mg/g | 焦糖脱色率% | V微cm3/g | V中cm3/g | 孔径nm | 化学催化扩孔剂 |
| 1 | 1118 | 292 | 102.1 | 0.584 | 0.201 | 2.88 | 硝酸铈 |
| 2 | 1129 | 288.4 | 112.6 | 0.5999 | 0.2458 | 3.02 | 二茂铁 |
| 3 | 1134.0 | 299.4 | 136.9 | 0.603 | 0.311 | 3.293 | 硝酸铈 二茂铁 |
| 4 | 1071 | 273.8 | 100.1 | 0.580 | 0.191 | 2.82 | 炭黑 |
从表2可以看出，活性炭孔径达到3.0mn+0.3，中孔容积和微孔容积分别不小于0.2-0.3cm3/g与0.5cm3/g，焦糖脱色率达到100%。
具体实施方式
实施例1
煤质糖脱色用活性炭的制备方法，包括以下步骤：
（1）原煤破碎：将原煤破碎、磨粉至粒度为60目的原煤颗粒；
（2）混匀：首先将原煤颗粒中加入粘合剂煤焦油和水，混合均匀，其中原煤颗粒：煤焦油：氺的重量比=6:3:1，得到浸泡料，然后添加浸泡料总量的1%0（也可以是5%0、10%0）的化学催化扩孔剂硝酸铈搅拌均匀，得到混合物；
（3）压伸、炭化：将上述混合物压伸成型，然后炭化处理7小时；
（4）活化：将经炭化的物料转入活化炉中，活化处理2小时；
（5）精制：将经活化的物料分别经碱煮沸洗、酸洗、除杂质、水洗、烘干，即得成品。
实施例2
煤质糖脱色用活性炭的制备方法，包括以下步骤：
（1）原煤破碎：将原煤破碎、磨粉至粒度为150目的原煤颗粒；
（2）混匀：首先将原煤颗粒中加入粘合剂煤焦油和水，混合均匀，其中原煤颗粒：煤焦油：氺的重量比=6:3:1，得到浸泡料，然后添加浸泡料总量的10%（也可以是8%、5%、1%）的化学催化扩孔剂二茂铁搅拌均匀，得到混合物；
（3）压伸、炭化：将上述混合物压伸成型，然后炭化处理10小时；
（4）活化：将经炭化的物料转入活化炉中，活化处理6小时；
（5）精制：将经活化的物料分别经碱煮沸洗、酸洗、除杂质、水洗、烘干，即得成品。
实施例3
煤质糖脱色用活性炭的制备方法，包括以下步骤：
（1）原煤破碎：将原煤破碎、磨粉至粒度为200目的原煤颗粒；
（2）混匀：首先将原煤颗粒中加入粘合剂煤焦油和水，混合均匀，其中原煤颗粒：煤焦油：氺的重量比=6:3:1，得到浸泡料，然后添加浸泡料总量的15%，（也可以是20%、30%）的化学催化扩孔剂炭黑搅拌均匀，得到混合物；
（3）压伸、炭化：将上述混合物压伸成型，然后炭化处理8小时；
（4）活化：将经炭化的物料转入活化炉中，活化处理4小时；
（5）精制：将经活化的物料分别经碱煮沸洗、酸洗、除杂质、水洗、烘干，即得成品。
实施例4
煤质糖脱色用活性炭的制备方法，包括以下步骤：
（1）原煤破碎：将原煤破碎、磨粉至粒度为150目的原煤颗粒；
（2）混匀：首先将原煤颗粒中加入粘合剂煤焦油和水，混合均匀，其中原煤颗粒：煤焦油：氺的重量比=6:3:1，得到浸泡料，然后添加浸泡料总量的10%（也可以是8%、5%、1%）的化学催化扩孔剂硝酸铈和二茂铁的混合物，搅拌均匀，得到混合物；
（3）压伸、炭化：将上述混合物压伸成型，然后炭化处理10小时；
（4）活化：将经炭化的物料转入活化炉中，活化处理6小时；
（5）精制：将经活化的物料分别经碱煮沸洗、酸洗、除杂质、水洗、烘干，即得成品。
Claims (1)
1. 一种煤质糖脱色用活性炭的制备方法，其特征是包括以下步骤：
（1）原煤破碎：将原煤破碎、磨粉至粒度为150目的原煤颗粒；
（2）混匀：首先将原煤颗粒中加入粘合剂煤焦油和水，混合均匀，其中原煤颗粒：煤焦油：水的重量比=6:3:1，得到浸泡料，然后添加浸泡料总量的10%的化学催化扩孔剂硝酸铈和二茂铁的混合物，搅拌均匀，得到混合物；
（3）压伸、炭化：将上述混合物压伸成型，然后炭化处理10小时；
（4）活化：将经炭化的物料转入活化炉中，活化处理6小时；
（5）精制：将经活化的物料分别经碱煮沸洗、酸洗、除杂质、水洗、烘干，即得成品。
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