CN109384225A

CN109384225A - 一种生产脱硫脱硝活性炭的方法

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Publication number: CN109384225A
Application number: CN201811288070.6A
Authority: CN
Inventors: 李小飞; 任浩; 王艳杰; 甘遵微; 何龙龙; 赵清; 梁磊
Original assignee: Inner Mongolia Puruifen Environmental Science And Technology Co Ltd
Current assignee: Inner Mongolia Puruifen Environmental Science And Technology Co Ltd
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2019-02-26
Anticipated expiration: 2038-10-31
Also published as: CN109384225B

Abstract

本发明涉及一种生产脱硫脱硝活性炭的方法，包括：S1.将烟煤、焦煤、兰煤和膨润土混合形成第一物料，并将所述第一物料进行粉碎磨粉生成第二物料；S2.将所述第二物料与粘结剂混合并搅拌生成第三物料，并将所述第三物料压制成型形成颗粒状的第四物料；S3.对所述第四物料进行干馏炭化生成第五物料；S4.将所述第五物料进行活化反应生成脱硫脱硝活性炭。通过在烟煤、焦煤和兰煤的混合物料中添加膨润土，通过磨粉、捏合成型、炭化和活化工序后，产出的活性炭能有效提高对氮氧化合物的脱除率。采用这种配方生产的脱硫脱硝活性炭炭能有效解决了现有脱硫脱硝活性炭炭对氮氧化合物脱除率相对偏低的问题，使排放的烟气达到新标准排放的范围内，甚至更低。

Description

一种生产脱硫脱硝活性炭的方法

技术领域

本发明涉及一种生产活性炭的方法，尤其涉及一种生产脱硫脱硝活性炭的方法。

背景技术

我国主要能源通过煤炭燃烧提供，尤其火电厂、炼钢厂等通过燃煤产生的烟气中氮氧化合物对空气造成了很大的污染。活性炭材料凭借其原材料来源丰富、制造成本低廉、改性方法多种多样，且在适宜的反应条件下显示出良好的脱硫脱硝性能，使其在不同领域均具有潜在的应用前景。活性炭材料的脱硫脱硝性能不仅取决于其孔隙结构，而且还受表面化学性质的影响。但现有的多孔炭材料普遍存在吸附能力低、脱硫脱硝效率低等缺点。同时，随着对环保力度的加大，原有烟气排放标准对烟气中氮氧化合物排放标准规定为240mg/m³，而现在新标准规定的排放标准为200mg/m³，所以现有的活性炭已经难以使烟气中的污染物的含量进一步降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产脱硫脱硝活性炭的方法，提高活性炭对烟气中污染物的脱除率。

为实现上述发明目的，本发明提供一种生产脱硫脱硝活性炭的方法，包括：

S1.将烟煤、焦煤、兰煤和膨润土混合形成第一物料，并将所述第一物料进行粉碎磨粉生成第二物料；

S2.将所述第二物料与粘结剂混合并搅拌生成第三物料，并将所述第三物料压制成型形成颗粒状的第四物料；

S3.对所述第四物料进行干馏炭化生成第五物料；

S4.将所述第五物料进行活化反应生成脱硫脱硝活性炭。

根据本发明的一个方面，步骤S1中，所述第一物料中，所述烟煤的含量为5％-10％，所述焦煤的含量为25％-30％，所述兰煤的含量为45％-55％，所述膨润土的含量为3％-5％。

根据本发明的一个方面，步骤S1中，所述第二物料的细度满足，在325目的网筛上所述第二物料的过筛率大于70％。

根据本发明的一个方面，步骤S2中，所述第四物料的含水量小于14％。

根据本发明的一个方面，步骤S2中，所述第二物料与粘结剂混合并搅拌的时间为5-10min。

根据本发明的一个方面，步骤S3中，所述第四物料在炭化炉中进行干馏炭化，所述炭化炉炉尾温度控制在300-350℃，炉中温度控制在500-550℃，炉头温度控制在680-730℃，炭化炉的转速为1-3转/min。

根据本发明的一个方面，步骤S4中，将所述第五物料输送至活化炉中与蒸汽活化剂进行活化反应生成所述脱硫脱硝活性炭。

根据本发明的一个方面，所述第五物料与所述蒸汽活化剂进行活化反应的温度为950℃-1000℃。

根据本发明的一个方面，所述粘结剂为煤焦油。

根据本发明的一种方案，通过在烟煤、焦煤和兰煤的混合物料中添加膨润土，通过磨粉、捏合成型、炭化和活化工序后，产出的脱硫脱硝活性炭能有效提高对氮氧化合物的脱除率。采用这种配方生产的脱硫脱硝活性炭炭能有效解决了现有脱硫脱硝活性炭炭对氮氧化合物脱除率相对偏低的问题，使排放的烟气达到新标准排放的范围内，甚至更低。同时，通过添加膨润土后制成的脱硫脱硝活性炭的其它指标性能不受影响。

根据本发明的一种方案，通过将膨润土的含量设置为3％-5％有利于增强生成的产品的脱硫脱硝能力，如果膨润土的含量小于3％无法使生成的产品的脱硫脱硝能力得到有效提高，如果膨润土的含量大于5％则生成的产品中活性炭灰分指标不合格。

根据本发明的一种方案，通过在捏合设备中搅拌5-10min从而保证了第二物料能够与粘结剂混合均匀，从而对后续对第三物料压制成颗粒状的第四物料有益，从而保证了压制成型后的第四物料的结构的稳定，避免了第四物料在后续炭化和活化工序中开裂或破碎的弊端，进一步的提高了生成的活性炭的产品质量。

根据本发明的一种方案，第三物料在输送过程中通过螺旋输送机的再次搅拌避免了第三物料的结块，从而对第三物料的压制成型有利。通过将第四物料中的水分含量控制14％以内，从而使颗粒状的第四物料中的含水量合理，避免了第四物料中水分过高导致后续炭化和活化过程中，水分汽化使颗粒状的第四物料发生碎裂的情况。

根据本发明的一种方案，通过对第四物料的干馏炭化，使第四物料初步形成了用于起到吸附作用的初步孔隙。将炭化炉中不同区域的温度控制在不同的范围内，并同时控制炭化炉的转速从而保证第四物料在炭化炉中能够被充分炭化，使其炭化效率更高，从而对提高产品品质，尤其是吸附能力有益。同时，将炭化炉控制在上述条件中，还有利于降低炭化过程中能源的消耗，提高了能源的利用率，并且降低了生产成本。

附图说明

图1示意性表示根据本发明的一种生产脱硫脱硝活性炭的方法的流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。

如图1所示，根据本发明的一种实施方式，本发明的一种生产脱硫脱硝活性炭的方法，包括：

S1.将烟煤、焦煤、兰煤和膨润土混合形成第一物料，并将第一物料进行粉碎磨粉生成第二物料；

S2.将第二物料与粘结剂混合并搅拌生成第三物料，并将第三物料压制成型形成颗粒状的第四物料；

S3.对第四物料进行干馏炭化生成第五物料；

S4.将第五物料进行活化反应生成脱硫脱硝活性炭。

根据本发明的一种实施方式，步骤S1中，分别将烟煤、焦煤、兰煤和膨润土分别储存在相应的物料仓中，通过计量称将各物料仓中的物料按照要求的比例输入到同一个物料混合仓中从而在物料混合仓中形成第一物料，其中，第一物料中烟煤的含量为5％-10％，焦煤的含量为25％-30％，兰煤的含量为45％-55％，膨润土的含量为3％-5％。完成第一物料的配比后，将第一物料输送到磨粉机进行磨粉处理。在本实施方式中，完成对第一物料的磨粉后生成第二物料，第二物料的细度满足，在325目的网筛上第二物料的过筛率大于70％。通过将膨润土的含量设置为3％-5％有利于增强生成的产品的脱硫脱硝能力，如果膨润土的含量小于3％无法使生成的产品的脱硫脱硝能力得到有效提高，如果膨润土的含量大于5％则生成的产品中活性炭灰分指标不合格。

根据本发明的一种实施方式，步骤S2中，将第二物料送入捏合设备中，并且向第二物料中添加粘结剂。在捏合设备中首先将第二物料和粘结剂搅拌混合，使第二物料和粘结剂混合均匀生成第三物料。在本实施方式中，第二物料和粘结剂在捏合设备中的搅拌时间为5-10min。在本实施方式中，粘接剂为煤焦油。通过在捏合设备中搅拌5-10min从而保证了在较短时间内使第二物料能够与粘结剂混合均匀，不仅搅拌效率高，而且对后续对第三物料压制成颗粒状的第四物料有益，从而保证了压制成型后的第四物料的结构的稳定，避免了第四物料在后续炭化和活化工序中开裂或破碎的弊端，进一步的提高了生成的活性炭的产品质量。

根据本发明的一种实施方式，步骤S2中，第三物料通过螺旋输送机再次搅拌并输送到造粒机中。在本实施方式中，第三物料在造粒机中被压制成型，从而形成颗粒状的第四物料，并且控制第四物料中的小于14％。通过上述设置，第三物料在输送过程中通过螺旋输送机的再次搅拌避免了第三物料的结块，从而对第三物料的压制成型有利。通过将第四物料中的水分含量控制14％以内，从而使颗粒状的第四物料中的含水量合理，避免了第四物料中水分过高导致后续炭化和活化过程中，水分汽化使颗粒状的第四物料发生碎裂的情况。

根据本发明的一种实施方式，步骤S3中，第四物料被输送皮带输送至炭化炉中，第四物料在炭化炉中进行干馏炭化。在本实施方式中，第四物料从炭化炉的炉尾进料，经过炭化炉的第四物料从炭化炉的炉头出料。炭化炉炉尾温度控制在300-350℃，炉中温度控制在500-550℃，炉头温度控制在680-730℃，炭化炉的转速为1-3转/min。通过对第四物料的干馏炭化，使第四物料初步形成了用于起到吸附作用的初步孔隙。将炭化炉中不同区域的温度控制在不同的范围内，并同时控制炭化炉的转速从而保证第四物料在炭化炉中能够被充分炭化，使其炭化效率更高，从而对提高产品品质，尤其是吸附能力有益。同时，将炭化炉控制在上述条件中，还有利于降低炭化过程中能源的消耗，提高了能源的利用率，并且降低了生产成本。

根据本发明的一种实施方式，步骤S4中，第四物料进过干馏炭化后生成第五物料，并将第五物料输送至活化炉中进行活化反应。在本实施方式中，第五物料输入活化炉中后，第五物料在活化炉产生的高温条件下与蒸汽活化剂进行反应，从而使第五物料转化为大孔隙比例较高的脱硫脱硝活性炭产品。在本实施方式中，蒸汽活化剂可采用水蒸气，其获取方便且成本低，有效降低本发明的生产成本。在本实施方式中，第五物料与蒸汽活化剂进行活化反应的温度为950℃-1000℃。通过上述设置，在高温和蒸汽活化剂存在的情况下，使第五物料上的初步孔隙增大，从而实现提高脱硫脱硝活性炭产品上大孔隙所占的比例，增大脱硫脱硝活性炭产品上的大孔隙所占的比例，从而进一步提高了对污染物的吸附效率和吸附能力，从而使根据本发明生成的脱硫脱硝活性炭产品的吸附速度更快，脱附速度也变快。在本实施方式中，将活化后生成的脱硫脱硝活性炭产品进行筛分后获得合格的脱硫脱硝活性炭产品。

为充分说明本发明的的效果，将现有的活性炭与通过本发明的方法制成的活性炭进行对比说明，如下表1：

表1

通过表1中可看出，通过在烟煤、焦煤和兰煤的混合物料中加入膨润土，从而进过磨粉工序、炭化工序和活化工序后生成的脱硫脱硝活性炭的脱硝率比现有的脱硫脱硝活性炭的脱硝率提高了5％，从而实现了进一步降低排放的烟气中氮氧化合物的浓度。

上述内容仅为本发明的具体方案的例子，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。

以上所述仅为本发明的一个方案而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种生产脱硫脱硝活性炭的方法，包括：

S3.对所述第四物料进行干馏炭化生成第五物料；

S4.将所述第五物料进行活化反应生成脱硫脱硝活性炭。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述第一物料中，所述烟煤的含量为5％-10％，所述焦煤的含量为25％-30％，所述兰煤的含量为45％-55％，所述膨润土的含量为3％-5％。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述第二物料的细度满足，在325目的网筛上所述第二物料的过筛率大于70％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述第四物料的含水量小于14％。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述第二物料与粘结剂混合并搅拌的时间为5-10min。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，所述第四物料在炭化炉中进行干馏炭化，所述炭化炉炉尾温度控制在300-350℃，炉中温度控制在500-550℃，炉头温度控制在680-730℃，炭化炉的转速为1-3转/min。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，将所述第五物料输送至活化炉中与蒸汽活化剂进行活化反应生成所述脱硫脱硝活性炭。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第五物料与所述蒸汽活化剂进行活化反应的温度为950℃-1000℃。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述粘结剂为煤焦油。