CN102745686B - 一种脱硫活性焦及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以烟煤制备的脱硫活性焦，以烟煤Ａ为主要原料，配入烟煤Ｂ和黏结剂煤焦油，经过磨粉、成型、炭化及活化后制成，原料组份及配比为：烟煤A40-60%，烟煤B10-30%，煤焦油20%-30%；所述的烟煤A的灰分含量为4-10%、挥发份含量为22-27%，所述烟煤B的灰分含量为4-6%、挥发分含量为33-36%，以上所述的含量均以质量百分含量计。制备脱硫活性焦的方法，包括磨粉、成型、炭化及活化。本发明采用的原料煤为大同烟煤，相比无烟煤，大同烟煤价格低廉，储量丰富，制备的烟气脱硫活性焦具有吸附容量大、机械强度好、堆比重高等优点，属于优质的烟气脱硫活性焦。

Description

一种脱硫活性焦及其制备方法
技术领域
本发明涉及烟气脱硫活性焦及其制备方法。 
背景技术
中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭的大量开采利用带来严重的环境污染。燃煤排放的SO2是造成环境污染的重要因素之一，以SO2为主的酸性气体导致的酸雨覆盖区占我国国土面积的40%，造成生态环境的严重危害。此外SO2的大量排放也造成我国硫资源的大量损失。 
活性焦烟气脱硫技术，是一种先进的干法脱硫技术。该技术具有脱硫效率高、脱硫过程不消耗水、无废水废渣二次污染及可以实现硫资源化等优点。自20世纪80年代以来，在日本、德国等发达国家广泛应用。结合我国环境污染严重现状，活性焦脱硫技术作为适合我国国情的烟气治理技术，越来越受到国内重视及推广应用。 
活性焦用于烟气脱硫脱硝等环保领域，目前市场需求量很大，且需求增长速率非常快。用于烟气脱硫的活性焦不仅要求其脱硫性能好，而且要强度高，不易粉碎，堆积比重高，并且可以多次循环使用。国内生产的烟气脱硫活性焦，主要以优质无烟煤为原料。而国内优质无烟煤资源有限，并因为无序开发导致逐年减产。根据我国国情，开辟适合生产高性能脱硫活性焦的原料煤种，开发适合不同煤种的高性能脱硫活性焦制备技术，是发展的必然趋势，对我国节能减排和可持续发展具有重要意义。 
发明内容
       本发明的目的是提供一种以烟煤制备的脱硫活性焦，具有原料丰富，生产成本低的特点。 
       为实现上述目的，本发明采用的技术方案是： 
一种脱硫活性焦，以烟煤Ａ为主要原料，配入烟煤Ｂ和黏结剂煤焦油，经过磨粉、成型、炭化及活化后制成，原料组份及配比为：烟煤A40-60%，烟煤B 10-30%，煤焦油20%-30%；所述的烟煤A的灰分含量为4-10%、挥发份含量为22-27%，所述烟煤B的灰分含量为4-6%、挥发分含量为33-36%，以上所述的含量均以质量百分含量计。
本发明还提供制备所述的脱硫活性焦的方法，包括步骤：（１）磨粉：将原料烟煤A和烟煤B破碎为180-325目的粒度；（2）成型：将磨粉后的原料烟煤A和烟煤B与煤焦油按比例均匀混合，并在800-1000kgf/cm2的压强下挤压成炭条并风干陈化；（3）炭化：将陈化后的炭条进行炭化后生成炭化料，炭化终温400-700℃，炭化时间30-60min，升温速率2-8min/℃；（4）活化：将炭化料通入水蒸气活化，活化温度为800-900℃，活化时间为30-90min，得到产品。 
本发明活性焦与目前市场现有的烟气脱硫活性焦相比具有如下优点： 
（1）生产原料。本发明采用的原料煤为大同烟煤，相比无烟煤，大同烟煤价格低廉，储量丰富。本发明开辟了适合制备优质烟气脱硫活性焦的新煤种。
（2）产品性能。本发明制备的烟气脱硫活性焦具有吸附容量大、机械强度好、堆比重高等优点，属于优质的烟气脱硫活性焦。 
（3）工业应用。本发明对原料要求低、丰富易得，工艺简单，制作成本低，产品性能好，具有较大的经济价值和社会意义，适合大规模生产。 
具体实施方式
烟煤Ａ和烟煤Ｂ采用大同烟煤，根据测定结果，烟煤A的灰分含量为4-10%（质量百分含量）、挥发份含量为22-27%（质量百分含量），所述烟煤B的灰分含量为4-6%（质量百分含量）、挥发分含量为33-36%（质量百分含量），在以上灰分和挥发份含量范围内的大同烟煤均可用来制备本发明所述的脱硫活性焦。 
实施例１－６中，采用的是大同烟煤中产量较大的烟煤，进行煤质分析结果如下： 
表1 原料煤工业分析结果
煤样 水/Mad(%) 灰/Ad(%) 挥发分/Vd(%)
烟煤A 5.58 6.75 26.90
烟煤B 5.32 4.80 34.80
表2 原料煤工业分析结果
煤样 Cd(%) Hd(%) Nd(%) Std(%) Od(%)
烟煤A 77.96 3.64 0.68 0.25 10.72
烟煤B 77.10 4.84 1.07 0.24 11.96
表3原料煤灰成分分析
表4 原料煤的其它性质
煤样 焦渣特征 粘结指数 可磨性
烟煤A 4 0 62
烟煤B 3 -　 46
由以上煤质分析可以看出，烟煤A水分含量低、灰分含量低，固定炭含量较高，可磨性较好，具有一定的粘结性。烟煤B属于灰分含量低、灰分含量低、固定炭含量低、反应性强的较年轻的烟煤。
实施例１
原料组份及配比：烟煤A60%（质量百分含量），烟煤B 10%（质量百分含量），煤焦油30%（质量百分含量）；
制备方法：（１）磨粉：将原料烟煤A和烟煤B破碎为250目的粒度；（2）成型：将磨粉后的原料烟煤A和烟煤B与煤焦油按比例均匀混合，并在1000kgf/cm2的压强下挤压成炭条并风干陈化；（3）炭化：将陈化后的炭条进行炭化后生成炭化料，炭化终温600℃，炭化时间50min，升温速率2min/℃；（4）活化：将炭化料通入水蒸气活化，活化温度为800℃，活化时间为30min，得到粒径为9mm的活性焦产品。
实施例２ 
原料组份及配比：烟煤A52%（质量百分含量），烟煤B 20%（质量百分含量），煤焦油28%（质量百分含量）；
制备方法：（１）磨粉：将原料烟煤A和烟煤B破碎为300目的粒度；（2）成型：将磨粉后的原料烟煤A和烟煤B与煤焦油按比例均匀混合，并在900kgf/cm2的压强下挤压成炭条并风干陈化；（3）炭化：将陈化后的炭条进行炭化后生成炭化料，炭化终温500℃，炭化时间80min，升温速率6min/℃；（4）活化：将炭化料通入水蒸气活化，活化温度为850℃，活化时间为40min，得到粒径为9mm的活性焦产品。
实施例３ 
原料组份及配比：烟煤A40%（质量百分含量），烟煤B 30%（质量百分含量），煤焦油30%（质量百分含量）；
制备方法：（１）磨粉：将原料烟煤A和烟煤B破碎为180目的粒度；（2）成型：将磨粉后的原料烟煤A和烟煤B与煤焦油按比例均匀混合，并在800kgf/cm2的压强下挤压成炭条并风干陈化；（3）炭化：将陈化后的炭条进行炭化后生成炭化料，炭化终温650℃，炭化时间30min，升温速率4min/℃；（4）活化：将炭化料通入水蒸气活化，活化温度为850℃，活化时间为60min，得到粒径为9mm的活性焦产品。
实施例４ 
原料组份及配比：烟煤A50%（质量百分含量），烟煤B 30%（质量百分含量），煤焦油20%（质量百分含量）；
制备方法：（１）磨粉：将原料烟煤A和烟煤B破碎为325目的粒度；（2）成型：将磨粉后的原料烟煤A和烟煤B与煤焦油按比例均匀混合，并在1000kgf/cm2的压强下挤压成炭条并风干陈化；（3）炭化：将陈化后的炭条进行炭化后生成炭化料，炭化终温700℃，炭化时间60min，升温速率8min/℃；（4）活化：将炭化料通入水蒸气活化，活化温度为900℃，活化时间为90min，得到粒径为9mm的活性焦产品。
实施例５ 
原料组份及配比：烟煤A50%（质量百分含量），烟煤B20 %（质量百分含量），煤焦油30%（质量百分含量）；
制备方法：（１）磨粉：将原料烟煤A和烟煤B破碎为180目的粒度；（2）成型：将磨粉后的原料烟煤A和烟煤B与煤焦油按比例均匀混合，并在800kgf/cm2的压强下挤压成炭条并风干陈化；（3）炭化：将陈化后的炭条进行炭化后生成炭化料，炭化终温400℃，炭化时间30min，升温速率2min/℃；（4）活化：将炭化料通入水蒸气活化，活化温度为800℃，活化时间为60min，得到粒径为9mm的活性焦产品。
实施例６ 
原料组份及配比：烟煤A60%（质量百分含量），烟煤B 20%（质量百分含量），煤焦油20%（质量百分含量）；
制备方法：（１）磨粉：将原料烟煤A和烟煤B破碎为280目的粒度；（2）成型：将磨粉后的原料烟煤A和烟煤B与煤焦油按比例均匀混合，并在950kgf/cm2的压强下挤压成炭条并风干陈化；（3）炭化：将陈化后的炭条进行炭化后生成炭化料，炭化终温650℃，炭化时间35min，升温速率4min/℃；（4）活化：将炭化料通入水蒸气活化，活化温度为880℃，活化时间为40min，得到粒径为9mm的活性焦产品。
实施例１－６的活性焦性能指标测定 
耐压强度的测定步骤为：随机选取表面规则的成品活性焦颗粒30粒，在SH型数显式推拉力计上测试其破碎时所显示的强度，其中50%测量立式强度，50%测量水平强度，然后取其算数平均值作为样品的耐压强度，单位为N/cm2。
饱和硫容按MT/T998-2006标准检测，堆积比重按GB/T 7702.4-1997标准检测，碘值GB/T7702.7–2008。 
本发明所述的活性焦成品指标如下
名称 堆积比重 碘值mg/g 硫容mg/g 耐压强度/%
实施例1 498 599 12.5 205
实施例2 519 582 11.6 268
实施例3 536 591 13.9 346
实施例４(补充) 580 590 12.3 416
实施例５(补充) 538 590 12.7 348
实施例６(补充) 533 526 12.0 360

Claims (3)

1.一种脱硫活性焦，以烟煤Ａ为主要原料，配入烟煤Ｂ和黏结剂煤焦油，经过磨粉、成型、炭化及活化后制成，原料组份及配比为：烟煤A40-60%，烟煤B 10-30%，煤焦油20%-30%；所述的烟煤A的灰分含量为6.75%、挥发份含量为26.9%，所述烟煤B的灰分含量为4.8%、挥发分含量为34.8%，以上所述的含量均以质量百分含量计，原料烟煤A和烟煤B均为大同烟煤。
2.根据权利要求１所述的脱硫活性焦，其特征在于：产品脱硫活性焦的料径为9mm。
3.制备如权利要求１所述活性焦的方法，包括步骤：（１）磨粉：将原料烟煤A和烟煤B破碎为180-325目的粒度；（2）成型：将磨粉后的原料烟煤A和烟煤B与煤焦油按比例均匀混合，并在800-1000kgf/cm2的压强下挤压成炭条并风干陈化；（3）炭化：将陈化后的炭条进行炭化后生成炭化料，炭化终温400-700℃，炭化时间30-60min，升温速率2-8min/℃；（4）活化：将炭化料通入水蒸气活化，活化温度为800-900℃，活化时间为30-90min，得到产品。
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