CN102530938A - 一种以大同煤制备饮用水深度净化活性炭的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制备压块活性炭的方法，具体是一种以大同煤制备饮用水深度净化活性炭的方法，解决了现有的压块活性炭生产方法复杂、产品生产成本高、性能不稳定的问题，其所用的原料煤为大同烟煤，包括破碎（破碎为3-5mm粒度）、磨粉（制粉颗粒要求99%以上通过200目筛）、压块（在20-30MPa下压块成型）、炭化（炭化温度：500-700℃，炭化时间：30-90min,升温速率为2-10℃/min）、活化（活化剂为水蒸汽，活化温度：700-950℃，活化时间：180-270min）及筛选工序。本发明打破了国内压块活性炭的生产其原料需进行配煤及添加添加剂的局限，性能稳定，适用于饮用水的深度净化。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备压块活性炭的方法，具体是一种以大同煤制备饮用水深度净化活性炭的方法。
背景技术
活性炭具有极为发达的内部孔隙结构和较大的比表面积，吸附能力强，能有效吸附气体、有机物、胶态固体及色素等物质，广泛应用于化学、环境等众多领域。活性炭对水中的溶解态有机物有较强的吸附能力，使用活性炭净化水是目前世界上许多国家证明的饮用水深度净化行之有效的方法。
活性炭产品的性能主要决定于生产原料的性质和生产工艺技术。国内水净化处理主要采用煤基活性炭，包括原煤破碎活性炭、柱状破碎活性炭、柱状活性炭。而国外净水炭主要采用压块破碎活性炭。产生这种差别的主要原因是我国煤炭资源状况和国外不同。压块活性炭对于生产原料煤要求较高，低灰、成型好、成孔性好，并有一定的粘合性，这种煤需要在炼焦煤中去寻找，而我国炼焦煤由于灰分高，且洗选性差，很难满足压块活性炭的生产要求，因此，单一炼焦煤很难生产出合格的压块活性炭产品。目前，国内压块活性炭生产的原料均采用配煤技术，配煤技术就是将不同性质的煤按生产的要求进行配比然后添加粘结剂，满足压块活性炭的生产要求，但这种技术存在原料复杂，煤运距长，产品生产成本高、性能不稳定的缺陷。
发明内容
本发明为了解决现有的压块活性炭生产方法复杂、产品生产成本高、性能不稳定的问题，提供了一种以大同煤制备饮用水深度净化活性炭的方法。
本发明是采用以下技术方案实现的：一种以大同煤制备饮用水深度净化活性炭的方法，包括破碎、磨粉、压块、炭化、活化及筛选工序，所用的原料煤为大同烟煤；所述的破碎工序为：将原料煤破碎为3-5mm的粒度；所述的磨粉工序为：原料破碎煤磨粉后的颗粒要求99%以上通过200目筛；所述的压块工序为：对磨粉后的粉料在20-30MPa的压强下进行压块成型；所述的炭化工序为：将压块料送入炭化炉内炭化；所述的活化工序为：将炭化料送入活化炉内活化；所述的筛选工序为：根据粒度要求，再经破碎、筛分，得到破碎颗粒压块活性炭产品。
所述的炭化工序的炭化温度：500-700℃，炭化时间：30-90min，升温速率为2-10℃/min。当优选该炭化温度、炭化时间及升温速率时，有利于进一步提高产品的性能。
所述的活化工序活化剂为水蒸汽，活化温度：700-950℃，活化时间：180-270min。当优选该活化剂、活化温度及活化时间时，有利于进一步提高产品的性能。
进一步，所述的磨粉工序利用球磨机对原料破碎煤进行制粉。
进一步，所述的压块工序利用干法辊压造粒机对磨粉后的粉料进行干法压块成型。
进一步，所述的炭化炉可选用卧式外热式回转炉。
进一步，所述的活化炉可选用卧式外热式回转炉。
所述的卧式外热式回转炉可采用淮北协力重型机器有限责任公司生产的卧式外热式回转炉。
本发明所采用的原料煤为大同烟煤，其工业分析结果如表1：
表1原料煤工分分析、主要元素分析、可磨性、粘结指数及焦渣特性数据分析
本发明所采用的原料煤灰分的主要成分分析如表2：
表2原料煤灰分的主要成分分析
按本发明内容制备的压块活性炭成品性能指标与《净水用煤质颗粒活性炭》 GB/T7701.4-1977 国家标准（优级品）的性能指标如表3所示：
表3活性焦性能指标对比
| 项目 | 堆积比重（g/l） | 碘值（mg/g） | 亚甲基蓝值（mg/g） | 耐磨强度（%） |
| 《净水用煤质颗粒活性炭》 GB/T7701.4-1977 国家标准（优级品） | 380-500 | ≥1050 | ≥180 | ≥85 |
| 本发明制备的活性炭 | 470-490 | 1050-1200 | 240-260 | ≥95 |
上述本发明制备的活性炭的堆积比重、碘值、亚甲蓝值和耐磨强度分别按GB/T 7702.4-1997、GB/T7702.7–2008、GB/T7702.6–2008和GB/T 12496.6-1999进行检测。
由表3得出，本发明生产的压块活性炭堆积重高，达到国家净水用煤质颗粒活性炭优级品的要求；本发明制备的压块活性炭耐磨强度较高并超出优级品标准；本发明制备的压块活性炭孔隙发达，其碘值达到优级品的标准，而亚甲蓝值大大超过优级品标准。由此表明本发明生产的活性炭吸附能力强，漂浮率低，使用寿命长，是优良的饮用水净化活性炭。
本发明与现有活性炭生产方法相比具有如下优点：
（1）制备工艺。生产工艺简化了配煤及加添加剂等工序，降低制作成本30%，且产品质量稳定，适合大规模生产。
（2）产品性能。本发明制备的活性炭具有吸附容量大、机械强度好、堆比重高等特点，达到国家净水用煤质颗粒活性炭优级品标准。
（3）工业应用。较之目前用于水处理的破碎活性炭和柱状活性炭，本发明操作简单，产品质量稳定，且具有较好的饮用水净化性能。
本发明的活性炭产品打破了国内压块活性炭生产原料需要进行原料配煤的局限，填补了国内空白。本发明内容工艺简单，工业上具有可操作性，属于低成本，高性能产品，具有较大的经济价值和深远的社会意义。
具体实施方式
实施例1
一种以大同烟煤制备饮用水深度净化活性炭的方法，包括破碎、磨粉、压块、炭化、活化及筛选工序，所用的原料煤为大同烟煤；所述的破碎工序为：将原料煤送入公知的破碎设备，破碎为3-5mm的粒度；所述的磨粉工序为：原料破碎煤经过球磨机制粉，磨粉后的颗粒要求99%以上通过200目筛；所述的压块工序为：利用干法辊压造粒机设备对磨粉后的粉料在27MPa的压强下进行干法压块成型；所述的炭化工序为：将压块料送入卧式外热式回转炉内炭化，炭化温度：500℃，炭化时间：38min，升温速率为10℃/min；所述的活化工序为：将炭化料送入卧式外热式回转炉内活化，活化剂为水蒸汽，活化温度：780℃，活化时间：215min；所述的筛选工序为：根据粒度要求，再经破碎、筛分，得到破碎颗粒压块活性炭产品，成品率为38%。
实施例2
一种以大同煤制备饮用水深度净化活性炭的方法，包括破碎、磨粉、压块、炭化、活化及筛选工序，所用的原料煤为大同烟煤；所述的破碎工序为：将原料煤破碎为3-5mm的粒度；所述的磨粉工序为：原料破碎煤磨粉后的颗粒要求99%以上通过200目筛；所述的压块工序为：对磨粉后的粉料在25MPa的压强下进行压块成型；所述的炭化工序为：将压块料送入炭化炉内炭化，炭化温度：530℃，炭化时间：45min，升温速率为3℃/min；所述的活化工序为：将炭化料送入活化炉内活化，活化剂为水蒸汽，活化温度：800℃，活化时间：230min；所述的筛选工序为：根据粒度要求，再经破碎、筛分，得到破碎颗粒压块活性炭产品，成品率为40%。
其它与实施例1相同。
实施例3
一种以大同煤制备饮用水深度净化活性炭的方法，包括破碎、磨粉、压块、炭化、活化及筛选工序，所用的原料煤为大同烟煤；所述的破碎工序为：将原料煤破碎为3-5mm的粒度；所述的磨粉工序为：原料破碎煤磨粉后的颗粒细度要求99%以上通过200目筛；所述的压块工序为：对磨粉后的粉料在29MPa的压强下进行压块成型；所述的炭化工序为：将压块料送入炭化炉内炭化，炭化温度：550℃，炭化时间：74min，升温速率为5℃/min；所述的活化工序为：将炭化料送入活化炉内活化，活化剂为水蒸汽，活化温度：730℃，活化时间：200min；所述的筛选工序为：根据粒度要求，再经破碎、筛分，得到破碎颗粒压块活性炭产品，成品率36%。
其它与实施例1相同。
实施例4
一种以大同煤制备饮用水深度净化活性炭的方法，包括破碎、磨粉、压块、炭化、活化及筛选工序，所用的原料煤为大同烟煤；所述的破碎工序为：将原料煤破碎为3-5mm的粒度；所述的磨粉工序为：原料破碎煤磨粉后的颗粒要求99%以上通过200目筛；所述的压块工序为：对磨粉后的粉料在22MPa的压强下进行压块成型；所述的炭化工序为：将压块料送入炭化炉内炭化，炭化温度：580℃，炭化时间： 90min，升温速率为7℃/min；所述的活化工序为：将炭化料送入活化炉内活化，活化剂为水蒸汽，活化温度：700℃，活化时间：240min；所述的筛选工序为：根据粒度要求，再经破碎、筛分，得到破碎颗粒压块活性炭产品，成品率42%。
其它与实施例1相同。
实施例5
一种以大同煤制备饮用水深度净化活性炭的方法，包括破碎、磨粉、压块、炭化、活化及筛选工序，所用的原料煤为大同烟煤；所述的破碎工序为：将原料煤破碎为3-5mm的粒度；所述的磨粉工序为：原料破碎煤磨粉后的颗粒要求99%以上通过200目筛；所述的压块工序为：对磨粉后的粉料在20MPa的压强下进行压块成型；所述的炭化工序为：将压块料送入炭化炉内炭化，炭化温度：600℃，炭化时间：50min，升温速率为6℃/min；所述的活化工序为：将炭化料送入活化炉内活化，活化剂为水蒸汽，活化温度：880℃，活化时间： 270min；所述的筛选工序为：根据粒度要求，再经破碎、筛分，得到破碎颗粒压块活性炭产品，成品率34%。
其它与实施例1相同。
实施例6
一种以大同煤制备饮用水深度净化活性炭的方法，包括破碎、磨粉、压块、炭化、活化及筛选工序，所用的原料煤为大同烟煤；所述的破碎工序为：将原料煤破碎为3-5mm的粒度；所述的磨粉工序为：原料破碎煤磨粉后的颗粒要求99%以上通过200目筛；所述的压块工序为：对磨粉后的粉料在26MPa的压强下进行压块成型；所述的炭化工序为：将压块料送入炭化炉内炭化，炭化温度：630℃，炭化时间：65min，升温速率为4℃/min；所述的活化工序为：将炭化料送入活化炉内活化，活化剂为水蒸汽，活化温度：950℃，活化时间：180min；所述的筛选工序为：根据粒度要求，再经破碎、筛分，得到破碎颗粒压块活性炭产品，成品率32%。
其它与实施例1相同。
实施例7
一种以大同煤制备饮用水深度净化活性炭的方法，包括破碎、磨粉、压块、炭化、活化及筛选工序，所用的原料煤为大同烟煤；所述的破碎工序为：将原料煤破碎为3-5mm的粒度；所述的磨粉工序为：原料破碎煤磨粉后的颗粒要求99%以上通过200目筛；所述的压块工序为：对磨粉后的粉料在23MPa的压强下进行压块成型；所述的炭化工序为：将压块料送入炭化炉内炭化，炭化温度：650℃，炭化时间：30min，升温速率为2℃/min；所述的活化工序为：将炭化料送入活化炉内活化，活化剂为水蒸汽，活化温度：850℃，活化时间：260min；所述的筛选工序为：根据粒度要求，再经破碎、筛分，得到破碎颗粒压块活性炭产品，成品率45%。
其它与实施例1相同。
实施例8
一种以大同煤制备饮用水深度净化活性炭的方法，包括破碎、磨粉、压块、炭化、活化及筛选工序，所用的原料煤为大同烟煤；所述的破碎工序为：将原料煤破碎为3-5mm的粒度；所述的磨粉工序为：原料破碎煤磨粉后的颗粒要求99%以上通过200目筛；所述的压块工序为：对磨粉后的粉料在28MPa的压强下进行压块成型；所述的炭化工序为：将压块料送入炭化炉内炭化，炭化温度：680℃，炭化时间：55min，升温速率为8℃/min；所述的活化工序为：将炭化料送入活化炉内活化，活化剂为水蒸汽，活化温度：920℃，活化时间：190min；所述的筛选工序为：根据粒度要求，再经破碎、筛分，得到破碎颗粒压块活性炭产品，成品率30%。
其它与实施例1相同。
实施例9
一种以大同煤制备饮用水深度净化活性炭的方法，包括破碎、磨粉、压块、炭化、活化及筛选工序，所用的原料煤为大同烟煤；所述的破碎工序为：将原料煤破碎为3-5mm的粒度；所述的磨粉工序为：原料破碎煤磨粉后的颗粒要求99%以上通过200目筛；所述的压块工序为：对磨粉后的粉料在30MPa的压强下进行压块成型；所述的炭化工序为：将压块料送入炭化炉内炭化，炭化温度：700℃，炭化时间：82min，升温速率为9℃/min；所述的活化工序为：将炭化料送入活化炉内活化，活化剂为水蒸汽，活化温度：820℃，活化时间：250min；所述的筛选工序为：根据粒度要求，再经破碎、筛分，得到破碎颗粒压块活性炭产品，成品率43%。
其它与实施例1相同。
Claims (10)
1.一种以大同煤制备饮用水深度净化活性炭的方法，包括破碎、磨粉、压块、炭化、活化及筛选工序，其特征在于，所用的原料煤为大同烟煤；所述的破碎工序为：将原料煤破碎为3-5mm的粒度；所述的磨粉工序为：原料破碎煤磨粉后的颗粒要求99%以上通过200目筛；所述的压块工序为：对磨粉后的粉料在20-30MPa的压强下进行压块成型；所述的炭化工序为：将压块料送入炭化炉内炭化；所述的活化工序为：将炭化料送入活化炉内活化；所述的筛选工序为：根据粒度要求，再经破碎、筛分，得到破碎颗粒压块活性炭产品。
2.根据权利要求1所述的一种以大同煤制备饮用水深度净化活性炭的方法，其特征在于，所述的炭化工序的炭化温度：500-700℃，炭化时间：30-90min，升温速率为2-10℃/min。
3.根据权利要求1或2所述的一种以大同煤制备饮用水深度净化活性炭的方法，其特征在于，所述的活化工序活化剂为水蒸汽，活化温度：700-950℃，活化时间：180-270min。
4.根据权利要求1或2所述的一种以大同煤制备饮用水深度净化活性炭的方法，其特征在于，所述的磨粉工序利用球磨机对原料破碎煤进行制粉。
5.根据权利要求1或2所述的一种以大同煤制备饮用水深度净化活性炭的方法，其特征在于，所述的压块工序利用干法辊压造粒机对磨粉后的粉料进行干法压块成型。
6.根据权利要求1或2所述的一种以大同煤制备饮用水深度净化活性炭的方法，其特征在于，所述的炭化炉可选用卧式外热式回转炉。
7.根据权利要求1或2所述的一种以大同煤制备饮用水深度净化活性炭的方法，其特征在于，所述的活化炉可选用卧式外热式回转炉。
8.根据权利要求3所述的一种以大同煤制备饮用水深度净化活性炭的方法，其特征在于，所述的磨粉工序利用球磨机对原料破碎煤进行制粉。
9.根据权利要求3所述的一种以大同煤制备饮用水深度净化活性炭的方法，其特征在于，所述的压块工序利用干法辊压造粒机对磨粉后的粉料进行干法压块成型。
10.根据权利要求3所述的一种以大同煤制备饮用水深度净化活性炭的方法，其特征在于，所述的炭化炉可选用卧式外热式回转炉。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120704 |