CN103738960A - 一种提高压块活性炭强度的颗粒级配配煤法 - Google Patents

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张洪
叶传珍
朱超
张锐显
赵孝佳
戈晴晴
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China University of Mining and Technology CUMT
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XINJIANG UYGUR AUTONOMOUS REGION RESEARCH INSTITUTE OF COAL SCIENCE
China University of Mining and Technology CUMT
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Abstract

本发明公开了一种提高压块活性炭强度的颗粒级配配煤法，包括如下步骤：（1）粉磨，将不粘煤和高粘煤分别进行粉磨，粉磨后不粘煤的粒度为300目～400目，高粘煤的粒度为300目～800目；（2）称重配比，在粉磨后的不粘煤中加入重量分数为5%～30%粉磨后的高粘煤，搅拌至混合均匀；（3）压块成型，将混合后的煤粉送入成型设备中进行压块；（4）炭化，将压块成型后的煤块投入回转炉中炭化；（5）活化，将炭化后的煤块在活化炉中活化至烧失率达到45%～55%，得到压块活性炭成品。本发明通过控制不粘煤和高粘煤的颗粒级配，能够显著提高压块活性炭成品的强度，具有成本低，易于实施的优点。

Description

一种提高压块活性炭强度的颗粒级配配煤法
技术领域
本发明涉及一种配煤法，具体为一种提高压块活性炭强度的颗粒级配配煤法，属于煤化工技术领域。
背景技术
活性炭是由含碳为主的物质作原料，经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。活性炭含有大量微孔，具有巨大的比表面积，能有效地去除色度、臭味，可去除水体中的有机污染物和某些无机物，被广泛应用于环境保护、化工等领域，因此，其需求量逐年增大。我国煤炭储量丰富，可以有效利用其来制备煤质活性炭。根据原料不同，煤质活性炭又分为破碎活性炭、柱状活性炭和压块活性炭等，其中压块活性炭漂浮率低、吸附性能好，适用于水处理等液相领域。
强度是压块活性炭性能的重要指标，山西大同的弱粘煤粘结性适当，可以制备出吸附指标满足要求的压块活性炭，而且强度都在90以上，但是这种弱粘煤的储量非常有限；而新疆、陕西神府等地的不粘煤储量虽然相对较大，但是煤化程度低，制造的压块活性炭成品的强度差，难以满足市场需求。目前主要通过添加煤焦油沥青的方法来提高不粘煤制备的压块活性炭的强度，但煤焦油沥青价格高、而且难以在不粘煤中分散，实际应用效果不理想，制备出的成品的强度仍然较低。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种提高压块活性炭强度的颗粒级配配煤法，成本低，制备的压块活性炭的强度较高，能够满足市场需求。
为了实现上述目的，本发明提供一种提高压块活性炭强度的颗粒级配配煤法，包括如下步骤：
（1）粉磨，将不粘煤和高粘煤分别进行粉磨，不粘煤粉磨后的粒度为300目～400目，高粘煤粉磨后的粒度为300目～800目；
（2）称重配比，在粉磨后的不粘煤中加入重量分数为5%～30%粉磨后的高粘煤，搅拌至混合均匀；
（3）压块成型，将混合后的煤粉送入成型设备中进行压块；
（4）炭化，将压块成型后的煤块投入回转炉中炭化；
（5）活化，将炭化后的煤块在活化炉中活化至烧失率达到45%～55%，得到压块活性炭成品。
进一步的，所述的不粘煤为低灰不粘煤，储量丰富。
进一步的，所述的高粘煤选用肥煤、气肥煤或焦煤。
优选的，所述的不粘煤粉磨后的粒度为325目，高粘煤粉磨后的粒度为400目～500目，该粒度的不粘煤与高粘煤所制备的压块活性炭的强度较高。
进一步的，所述的步骤（2）中搅拌的方式为机械搅拌或空气搅拌。
本发明与现有技术相比，应用颗粒级配理论，先将不粘煤和高粘煤分别进行粉磨，然后再进行称重配比混合，这个过程能够使高粘结性的煤粉颗粒充分分散并包围在不粘煤颗粒孔隙中，提高了压块活性炭的成型密实度，从而提高其强度；由于进行粉磨后，粒度小的高粘结性煤粉更加容易分散到不粘煤颗粒中，充分发挥了高粘煤的粘结作用，所以能够降低高粘煤的用量，从而在保证压块活性炭强度的同时降低了成本，能够满足市场需求。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例中所选用的不粘煤为新疆不粘煤，具体工业分析结果见表1。
表1 不粘煤的工业分析结果
样品来源 Mad/% Ad/% Vdaf/% FCdaf/% 粘结指数
新疆 2.27 3.57 34.2 65.8 0
不粘煤是指挥发分Vdaf为20%-37%，粘结指数G小于5的煤炭，因此新疆不粘煤符合要求，而且储量较大，可以用来作为制备压块活性炭的原料。
实施例1
一种提高压块活性炭强度的颗粒级配配煤法，包括如下步骤：
（1）粉磨，选用上述的新疆不粘煤和肥煤分别进行粉磨，不粘煤粉磨后的粒度控制在325目，肥煤粉磨后的粒度控制在400目或800目；
（2）称重配比，在粉磨后的不粘煤中加入重量分数为10%粉磨后的肥煤（400目），或者5%粉磨后的肥煤（800目），搅拌至混合均匀；
（3）压块成型，将混合后的煤粉送入成型设备中进行压块；
（4）炭化，将压块成型后的煤块投入回转炉中炭化；
（5）活化，将炭化后的煤块在活化炉中活化至烧失率达到50%，得到压块活性炭成品。
取上述制备的压块活性炭样品标号为3号样品和4号样品，与其他两组不同组分的样品进行比较；四组样品分别为1号样品（100%不粘煤直接制备的压块活性炭）、2号样品（85%不粘煤和15%肥煤直接混合制备的压块活性炭）、3号样品（90%不粘煤和10%肥煤采用本发明的颗粒级配法制备的压块活性炭）、4号样品（95%不粘煤和5%肥煤采用本发明的颗粒级配法制备的压块活性炭），测试项目包括粉磨后煤粉的细度、压块活性炭的碘值、亚甲基蓝值和强度；其中碘值和亚甲基蓝值均用于评价压块活性炭的吸附性能，碘值和亚甲基蓝值都能够反映活性炭内部孔隙结构，碘值和亚甲基蓝值越大证明活性炭内部中、微孔越发达，吸附能力越强。具体分析结果见表2。
表2 不粘煤和肥煤制备的压块活性炭样品的吸附性能和强度测试结果
从表2中可以看出，1号样品的碘值和亚甲蓝值最高，但强度最低，低于90；2号样品的碘值和亚甲蓝值有所降低，强度得以提高，但强度值仍然达不到90；3号样品的强度达到了92，同时其碘值和亚甲蓝值高于2号样品，而3号样品中加入的肥煤的量少于2号样品中的加入量；4号样品的原料中粉磨后肥煤的颗粒更小，在保证强度的条件下，碘值和亚甲基蓝值明显增大，说明吸附性能得以改善，而且肥煤的加入量更少，有效节约了成本；说明采用本发明的颗粒级配法制备的压块活性炭的吸附性能和强度均较好，能够满足使用需求。
    实施例2
一种提高压块活性炭强度的颗粒级配配煤法，包括如下步骤：
（1）粉磨，选用上述的新疆不粘煤和气肥煤分别进行粉磨，不粘煤粉磨后的粒度控制在325目，气肥煤粉磨后的粒度控制在500目；
（2）称重配比，在粉磨后的不粘煤中加入重量分数为20%粉磨后的气肥煤，搅拌至混合均匀；
（3）压块成型，将混合后的煤粉送入成型设备中进行压块；
（4）炭化，将压块成型后的煤块投入回转炉中炭化；
（5）活化，将炭化后的煤块在活化炉中活化至烧失率达到50%，得到压块活性炭成品。
取上述制备的压块活性炭样品标号为6号样品，与实施例1中的1号样品以及新制备的5号样品进行比较；三组样品分别为1号样品（100%不粘煤直接制备的压块活性炭）、5号样品（80%不粘煤和20%气肥煤直接混合制备的压块活性炭）、6号样品（80%不粘煤和20%气肥煤采用本发明的颗粒级配法制备的压块活性炭），测试项目包括粉磨后煤粉的细度、压块活性炭的碘值、亚甲基蓝值和强度。具体分析结果见表3。
表3 不粘煤和气肥煤制备的压块活性炭样品的吸附性能和强度测试结果
从表3中可以看出，1号样品的碘值和亚甲蓝值最高，但强度最低，低于90；5号样品的碘值和亚甲蓝值有所降低，强度得以提高，但强度值仍然达不到90；6号样品的强度达到了91，同时其碘值和亚甲蓝值高于5号样品，说明采用本发明的颗粒级配法制备的压块活性炭在吸附性能下降不大的情况下，强度得到了很大的提高，能够满足使用需求。
实施例3
一种提高压块活性炭强度的颗粒级配配煤法，包括如下步骤：
（1）粉磨，选用上述的新疆不粘煤和焦煤分别进行粉磨，不粘煤粉磨后的粒度控制在325目，焦煤粉磨后的粒度控制在400目；
（2）称重配比，在粉磨后的不粘煤中加入重量分数为20%粉磨后的焦煤，搅拌至混合均匀；
（3）压块成型，将混合后的煤粉送入成型设备中进行压块；
（4）炭化，将压块成型后的煤块投入回转炉中炭化；
（5）活化，将炭化后的煤块在活化炉中活化至烧失率达到50%，得到压块活性炭成品。
取上述制备的压块活性炭样品标号为8号样品，与实施例1中的1号样品以及新制备的7号样品进行比较；三组样品分别为1号样品（100%不粘煤直接制备的压块活性炭）、7号样品（75%不粘煤和25%焦煤直接混合制备的压块活性炭）、8号样品（80%不粘煤和20%焦煤采用本发明的颗粒级配法制备的压块活性炭），测试项目包括粉磨后煤粉的细度、压块活性炭的碘值、亚甲基蓝值和强度。具体分析结果见表4。
表4 不粘煤和焦煤制备的压块活性炭样品的吸附性能和强度测试结果
Figure 31088DEST_PATH_IMAGE003
从表4中可以看出，1号样品的碘值和亚甲蓝值最高，但强度最低，低于90；7号样品的强度虽然得以提高，但是碘值和亚甲蓝值明显减小，吸附性能显著下降；8号样品的强度达到了91，同时其碘值和亚甲蓝值高于7号样品，较1号样品的吸附性能变化不大，而且加入的焦煤的质量分数为20%，比7号样品中的加入量减少了5%，节约了成本；说明采用本发明的颗粒级配法制备的压块活性炭在吸附性能降低不大的情况下，生产成本减少，成品的强度得到了很大的提高，能够满足使用需求。

Claims (5)

1.一种提高压块活性炭强度的颗粒级配配煤法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）粉磨，将不粘煤和高粘煤分别进行粉磨，不粘煤粉磨后的粒度为300目～400目，高粘煤粉磨后的粒度为300目～800目；
（2）称重配比，在粉磨后的不粘煤中加入重量分数为5%～30%粉磨后的高粘煤，搅拌至混合均匀；
（3）压块成型，将混合后的煤粉送入成型设备中进行压块；
（4）炭化，将压块成型后的煤块投入回转炉中炭化；
（5）活化，将炭化后的煤块在活化炉中活化至烧失率达到45%～55%，得到压块活性炭成品。
2.根据权利要求1所述的一种提高压块活性炭强度的颗粒级配配煤法，其特征在于，所述的不粘煤为低灰不粘煤。
3.根据权利要求1所述的一种提高压块活性炭强度的颗粒级配配煤法，其特征在于，所述的高粘煤选用肥煤、气肥煤或焦煤。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种提高压块活性炭强度的颗粒级配配煤法，其特征在于，所述的不粘煤粉磨后的粒度为325目，高粘煤粉磨后的粒度为400目～500目。
5.根据权利要求1所述的一种提高压块活性炭强度的颗粒级配配煤法，其特征在于，所述的步骤（2）中搅拌的方式为机械搅拌或空气搅拌。
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