CN109607529A - 一种精/蒸馏废弃物制备成型的碳基材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种精/蒸馏废弃物制备成型的碳基材料及其制备方法,所述成型碳基材料的原料包括焦油渣0%~50%、混油(洗油和蒽油)0%~30%、焦油0%~35%和沥青渣0%~30%,煤粉、半焦粉及焦粉0%~70%、粘土0%~20%等。其制备方法包括步骤:将原料依次进行配比混合、挤压成型、陈化干燥,再经炭化、活化,得到成型碳基材料。可将危废作为产品原料进行再利用,实现了危废的资源化、无害化利用。在危废处置过程中不仅产生了良好的经济效益,还解决了HW11类危废难处置,大量堆积带来的环境风险问题,产生了良好的社会效益和环境效益。制备的成型碳基材料性能优异,特别是活性焦产品堆积密度适中,耐磨强度好,着火点高,抗氧化性能好,适合于工业烟气治理,特别是工业烟气治理中烟气脱硫脱硝以及脱除重金属污染物。
Description
技术领域
本发明涉及HW11精(蒸)馏废弃物的资源化再利用技术领域,尤其涉及HW11废弃物的资源化利用,适用于一种利用HW11废弃物制备的成型碳基材料及其制备方法。
背景技术
在碳资源的消耗和利用过程中不可避免地会产生大量的副产品和废弃物,焦油渣、沥青渣和洗油、蒽油等就是其中常见的废弃物。无论从企业的经济效益还是环境保护以及社会效益方面考虑,实施碳资源的清洁、高附加值转化的加工利用途径具有重要的战略意义。
在煤气化技术中,在分离器的最下层会沉降一定量的焦油和煤粉,即煤焦油渣,其中大部分物质为煤尘,少部分是焦油。另在焦化厂及兰炭厂生产过程中,也会产生吸附有煤焦油的粘稠状固体废渣和洗油,主要是由多环芳烃碳氢化合物、酚和萘以及煤粉、焦粉。焦油渣具有腐蚀性、粘附性,在一定温度下具有一定的流动性,极易粘附在设备上,常温下极其粘稠,难于直接利用。产生的大量焦油渣已成为环境保护的障碍,其难处理污染重的特性长期存在,大量焦油渣的存在已构成严重的环境风险隐患,一方面焦油渣中的煤焦油未实现充分利用,另一方面作为危险废物的废渣无序堆放可能导致严重的地下水及土壤污染,上述精(蒸)馏类的废弃物已被列入2016版《国家危险废物名录》。焦油渣中含有大量的固定碳和有机组分,具有较高的发热量,将之化害为利、变废为宝,是解决焦油渣的最佳途径。田秀文(专利申请号201310633218.6)以焦油渣配型煤炼焦,即解决了焦化厂焦油带来的环境污染问题,又节省了煤源,添加焦油渣可以明显增加焦炭的块焦率。专利申请号201410794351.4中采用石油渣与焦油渣联合制备活性炭和燃料油,得到了不定型类高比表面积的活性炭和工业锅炉用的燃料油。专利申请号201510810954.3和201711169480.4以焦油渣为原料制备了焦油渣固体燃料,但仅仅是通过挤条成型方式解决了样品的运输和储存问题。专利申请号201711001248.X提出了一种焦油渣资源化处理工艺,但仅以回收焦油为目的,其通过破乳脱水、溶剂萃取和离心分离工艺使焦油渣中焦油的回收率达到95%以上。
目前,所谓HW11是《国家危险废物名录》中危险类别为精(蒸)馏残渣的一类物质。关于HW11废弃物的利用方式主要以系统工艺回收后循环为生产原料,燃料油、成型固体燃料及不定型颗粒活性炭等。但产品的应用领域有限,不便于产品的进一步深度应用和研究。由于危废特性,不便运输,大部分局限于生产区域内使用、消耗。成型碳基材料(工业型煤除外)是一种孔隙发达的材料,具有良好的吸附性能,优良的化学稳定性和机械强度,耐酸、碱、耐热,广泛应用于化学冶金,轻纺,国防,环保及日常生活等领域。在积极寻找更加环保的新型能源,发展新能源城市、实施新型能源战略的同时,我们也更加需要在现有的能源基础上减少浪费,降低环境污染。对固体废弃物,特别是危废实现资源化利用,为缓解资源紧缺、降低环境污染将起到积极作用。
发明内容
针对现有生产中精(蒸)馏带来的大量HW11废弃物问题,本发明内容公布了一种精/蒸馏废弃物制备的成型碳基材料及其制备方法。特别是252-014-11、252-008-11、450-001-11、450-003-13等系列危险废物对废弃物实现资源化利用制备成型碳基材料的方法,降低环境污染,实现资源的有效再利用。252-014-11代表焦炭生产过程中煤气净化产生的残渣和焦油,252-008-11代表轻油回收过程中蒸馏、澄清、洗涤工序产生的残渣,450-001-11代表煤气生产行业煤气净化过程中产生的煤焦油渣,450-003-13代表煤气生产过程中煤气冷凝产生的煤焦油。
本发明提供一种精/蒸馏废弃物制备的成型碳基材料,包括固体原料和粘结剂,所述固体原料为固态焦油渣、无烟煤、长焰煤、褐煤、褐煤半焦、焦煤粉、兰炭、粘土的一种或几种,所述粘结剂为焦油渣、混油、沥青渣、焦油的一种或几种。
所述精/蒸馏废弃物为252-002-11~252-006-11、252-008-11、252-011-11、252-014-11、450-001-11、450-003-11、450-003-13系列危险废物。
所述粘合剂中焦油含量为0%~100%,混油(及洗油、蒽油的混合物)为0%~60%,沥青渣为0%~60%,焦油渣为0%~100%,所述固体原料中煤粉、半焦粉、焦粉、兰炭一种或几种含量为0%~100%,固态焦油渣0%~50%,粘土0%~20%。
所述固体原料中固定碳含量≥60%,灰分4%~25%,挥发分3%~25%。
所述粘结剂中,固定碳含量≥45%,含油率20%~50%,灰分≤20%,沥青渣中沥青含量≥50%,挥发分20%~55%。
所述成型碳基材料的制备方法包括如下步骤:
步骤一:成型阶段,将粘结剂原料进行过滤、离心、搅拌、加热至流动态后,与固体原料按照比例在捏合机或搅拌器中混合均匀、处理制成膏状,配料通过挤压形成成型料;将所述固体粉料与粘结剂按照1:1~4:1比例,在60℃以上的捏合机或搅拌器中混合有效时间15分钟~30分钟,补充原料质量的5%~20%水处理制成膏状,配料通过挤条机或型煤机中,料膏工作压力在15MPa~150MPa挤压成所述成型料;
步骤二:处理阶段,将所述成型料分散暴露在空气中自然陈化或热风干燥或冷风干燥;
步骤三:炭化阶段,将所述成型料放于高温炉中,在程序升温条件下形成炭化料;
步骤四:活化阶段,采用过热水蒸汽、过热水蒸气与烟道气或者二氧化碳加空气与烟道气,将所述炭化料进行高温活化处理形成活化料。将所述炭化料在600℃~950℃条件下活化处理0.4小时~12小时。
所述成型料是柱状、中空圆柱状、圆球状或扁圆球状形状。
所述炭化采用管式炉、回转炉,所述活化采用多段炉、斯特克炉、斯列普炉、外热式或内热式回转炉。
本发明制备的成型碳基材料为工业型煤、活性半焦、活性焦和活性炭等,相应技术指标如下。
工业型煤水分≤5%,灰分≤20%,挥发分≤10%,冷压强度≥600N,热强度≥100N,全硫含量≤1%,氯含量≤0.15%。
活性半焦水分3%~8%,灰分≤15%,挥发分≤7%,着火点≥380℃,耐磨强度≥94%,抗碎强度≥300N,BET比表面≥100m2/g,堆积密度400g/L~600g/L。
活性焦BET比表面150m2/g~600m2/g,堆积密度480g/L~700g/L,水分5%,着火点≥430℃,灰分≤20%,耐磨强度≥97%,Ф9mm的抗压强度≥370N,4h硫容≥8%,脱硝率≥50%,产品指标满足GB/T 35254-2017相关产品的要求。
活性炭BET比表面550m2/g~1300m2/g,堆积密度350g/L~600g/L,水分≤5%,着火点≥400℃,灰分为6%~20%,耐磨强度≥94%,碘值≥800mg/g,亚甲蓝≥120mg/g,pH值6~10。
上述成型碳基材料产品根依据HJ/T 298-2007《危险废物鉴别技术规范》、GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》进行鉴别后判定其不属于危险废物,可作为产品进行销售和应用。
具体实施方式
本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的一种HW11精或蒸馏废弃物制备的成型碳基材料,包括固体原料和粘结剂,固体原料为固态焦油渣、无烟煤、长焰煤、褐煤、褐煤半焦、焦煤粉、兰炭和粘土的一种或几种,粘结剂为焦油渣、洗油和蒽油的混油、沥青渣、焦油的一种或几种。
固体原料中煤粉、半焦粉、焦粉、兰炭一种或几种含量为0%~100%,固态焦油渣0%~50%,粘土0%~20%。废弃资源粉状原料中固定碳含量≥60%,灰分4%~25%,挥发分3%~25%。
粘结剂优选为焦油渣、洗油和蒽油的混油、沥青渣。所述液态粘合剂中焦油含量为0%~100%,混油(洗油、蒽油)为0%~60%,沥青渣为0%~60%,焦油渣为0%~100%。粘结剂原料中,固定碳含量≥45%,含油率20%~50%,灰分≤20%,沥青渣中沥青含量≥50%,挥发分20%~55%。
危险废物HW11包括252-002-11~252-006-11、252-008-11、252-011-11、252-014-11、450-001-11、450-003-11、450-003-13系列危险废物。
本发明所述的碳基材料为工业型煤、活性半焦、活性焦和活性炭等。
本发明成型碳基材料的制备方法包括原料的成型阶段、处理阶段;成型阶段是液态原料进行过滤、离心、搅拌、加热至流动态后与粉料按照比例在捏合机或搅拌器中混合均匀、处理制成膏状,配料通过挤条机或卧式、立式压力机中挤压成规定尺寸形状。处理阶段是将成型料分散暴露在空气中自然陈化或热风干燥或冷风干燥,将成型料放于高温炉中,在程序升温条件下炭化一定的时间,然后进行高温活化处理一定时间,所述的活化过程采用过热水蒸汽或者过热水蒸气与烟道气或者二氧化碳加空气与烟道气进行活化处理形成活化料。
具体步骤如下:
步骤一:选取符合要求的固体粉料,粒径范围为150目~300目。将液态原料进行过滤、离心分离过量水分,搅拌、加热至80℃以上。将固体粉料与液态粘结剂按照1:1~4:1比例,在60℃以上的捏合机或搅拌器中混合有效时间15分钟~30分钟,补充原料质量的5%~20%水处理制成膏状,配料通过挤条机或型煤机中,料膏工作压力在15MPa~150MPa挤压成规定尺寸形状。所述成型料可以是柱状、中空圆柱状、圆球状、扁圆球状等形状。如果所述成型料为柱状、中空圆柱状,其直径为3毫米~12毫米。如果所述成型料为圆球状,其粒径为4厘米~15厘米。优选地,柱状直径可为5.5毫米、7.3毫米或者9.5毫米,以及粒径为5厘米、8厘米圆球状或扁圆球状。
步骤二:将成型料分散暴露在空气中自然陈化4小时~48小时、冷风干燥或热风干燥。
步骤三:将陈化或干燥后的成型料置入炭化炉中,以升温速度控制为3℃/分钟~12℃/分钟,终点温度控制在400℃~800℃,炭化0.3小时~8小时后出料、冷却、筛分后,得合格炭化料或活性半焦或工业型煤。所述炭化炉包可以是管式炉、回转炉(外热式、内热式均可),活化可采用多段炉、斯特克炉、斯列普炉、外热式或内热式回转炉等。在炭化过程中,尾气经初冷器冷却,将高沸点的有机化合物冷凝形成焦油回收可以再利用。
步骤四:将合格炭化料在活化炉中,在600℃~950℃条件下活化处理0.4小时~12小时,活化过程采用过热水蒸汽或者二氧化碳和烟道气或过热水蒸气加空气进行活化处理形成活化料,得活性焦或活性炭。
本发明制备的成型碳基材料柱状、圆球状或者不规则形状,相应技术指标如下。
工业型煤水分≤5%,灰分≤20%,挥发分≤10%,冷压强度≥600N,热强度≥100N,全硫含量≤1%,氯含量≤0.15%。
活性半焦水分3%~8%,灰分≤15%,挥发分≤7%,着火点≥380℃,耐磨强度≥94%,抗碎强度≥300N,BET比表面≥100m2/g,堆积密度400g/L~600g/L。
活性焦BET比表面150m2/g~600m2/g,堆积密度480g/L~700g/L,水分5%,着火点≥430℃,灰分≤20%,耐磨强度≥97%,Ф9mm的抗压强度≥370N,4h硫容≥8%,脱硝率≥50%,产品指标满足GB/T 35254-2017相关产品的要求。
活性炭BET比表面550m2/g~1300m2/g,堆积密度350g/L~600g/L,水分≤5%,着火点≥400℃,灰分为6%~20%,耐磨强度≥94%,碘值≥800mg/g,亚甲蓝≥120mg/g,pH值6~10。
上述成型碳基材料产品根依据HJ/T 298-2007《危险废物鉴别技术规范》、GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》进行鉴别后判定其不属于危险废物,可作为产品进行销售和应用。
实施例1:
首先,将焦油、混油(洗油、蒽油比为1:2)和沥青渣以比例为69:10:63混合,进行搅拌、加热80℃以上至流动态。之后,将粒径范围为150目~300目的长焰煤粉与液态粘结剂按照2:1比例,补充原料总质量14%的水处理制成膏状,在60℃以上捏合机中混合有效时间15分钟制成膏状。配料通过挤条机,在15MPa~25MPa工作压力下料膏挤压成5.3mm直径柱状。将成型料冷风干燥处理6小时。
将成型料放于外热式管式炉,以升温速度控制为7℃/分钟,终点温度控制在650℃温度条件炭化1小时后继续升温补充炭化至750℃。在炭化过程中,尾气经初冷器冷却,高沸点的有机化合物被冷凝形成焦油回收再利用。在补充炭化达预设温度后,继续升温,速度控制≤12℃/分钟,并在升温过程中通入过热水蒸气及烟道气进行活化处理,活化终点温度控制在950℃,活化处理0.8小时后得到活化料,经冷却筛分处理得成型活性焦。
活性焦材料BET比表面357m2/g,堆积密度589g/L,水分≤5%,着火点为457℃,灰分为16.5%,耐磨强度≥98.7%,抗压强度438N,4h硫容9.63%,脱硝率59.8%。
实施例2:
首先,将焦油、混油(洗油、蒽油比为1:3)和沥青渣以比例为150:43:56混合,进行搅拌、加热80℃以上至流动态。之后,将粒径范围为150目~300目的褐煤粉和褐煤半焦粉以6:5为比例,与液态粘结剂按照3:1比例混合,补充原料总质量16%的水处理制成膏状,在60℃以上捏合机中混合有效时间20分钟制成膏状。配料通过挤条机,在15MPa~25MPa工作压力下料膏挤压成5.4mm直径柱状。将成型料分散暴露在空气中自然陈化12小时。
将成型料放于管式炉,以升温速度控制为10℃/分钟,终点温度控制在700℃温度条件炭化0.8小时。在出料口处,尾气经初冷器冷却的条件下,高沸点的有机化合物被冷凝形成焦油回收。炭化料再经多段炉以升温速度控制为10℃/分钟,终点温度控制在900℃物理活化处理0.8小时,物理活化过程采用过热水蒸汽进行活化处理形成活化料。
活性焦材料BET比表面216m2/g,堆积密度527g/L,水分≤5%,着火点为433℃,灰分为16.05%,耐磨强度99.64%,4h硫容13.31%,脱硝率67%。
实施例3:
首先,将焦油渣(废物编码252-004-11)和沥青渣以比例为2:1混合,进行搅拌、加热80℃以上至流动态。之后,将粒径范围为150目~300目的长焰煤和兰炭以1:1为比例,与液态粘结剂按照2:1比例混合,补充原料总质量7%的水处理制成膏状,在60℃以上捏合机中混合有效时间20分钟制成膏状。配料通过挤条机,在15MPa~25MPa工作压力下料膏挤压成9.4mm直径柱状。将成型料分散暴露在空气中自然陈化24小时。
将成型料放于回转炭、活化炉中,以升温速度控制为8℃/分钟,终点温度控制在750℃温度条件炭化0.7小时后继续升温,并在升温过程中通入过热水蒸气进行活化处理。炭化过程中,尾气经初冷器冷却,高沸点的有机化合物被冷凝形成焦油回收利用。炭化后继续升温其升温速度控制为8℃/分钟,终点温度控制在900℃物理活化处理0.7小时,物理活化过程采用过热水蒸汽进行活化处理形成活化料。
活性焦材料BET比表面371m2/g,堆积密度565g/L,水分≤5%,着火点为443℃,灰分为9.38%,耐磨强度99.6%,抗压强度418N,4h硫容9.87%。
脱硝率61%。
实施例4:
首先,将焦油(废物代码252-011-11)、焦油渣(废物代码252-005-11)和沥青渣以比例为10:8:1混合,进行搅拌、加热80℃以上至流动态。之后,将粒径范围为150目~300目的无烟煤、兰炭以1:1为比例,与液态粘结剂按照4:1比例,补充原料总质量8.9%的水处理制成膏状,在60℃以上捏合机中混合有效时间15分钟制成膏状。配料通过挤条机,在15MPa~25MPa工作压力下料膏挤压成9.5mm直径柱状。将成型料在45℃恒温条件陈化18小时。
将成型料放于炭化炉,以升温速度控制为10℃/分钟,终点温度控制在700℃温度条件炭化0.8小时出料冷却得炭化料。在炭化过程中,尾气经初冷器冷却,高沸点的有机化合物被冷凝形成焦油回收利用。将炭化料置入活化炉中,升温速度控制为9℃/分钟,终点温度控制在900℃物理活化处理0.9小时,活化过程采用者二氧化碳加空气和烟道气进行活化处理形成活化料。
活性焦材料BET比表面367m2/g,堆积密度611g/L,水分≤5%,着火点为457℃,灰分为16.24%,耐磨强度99.31%,抗压强度451N,4h硫容11.32%。脱硝率53%。
实施例5:
首先,将焦油、混油(洗油、蒽油比为1:5,废物代码252-014-11)和沥青渣以比例为100:25:33混合,进行搅拌、烟煤以5:6为比例,与液态粘结剂按照50:17比例,补充原料总质量14%的水处理制成膏状,在60℃以上捏合机中混合有效时间15分钟制成膏状。配料通过挤条机,在15MPa~25MPa工作压力下料膏挤压成9.4mm直径柱状。将成型料在50℃恒温条件陈化12小时。
将成型料放于管式炉,以升温速度控制为10℃/分钟,终点温度控制在820℃温度条件炭化0.7小时出料冷却。在炭化过程中,尾气经初冷器冷却,高沸点的有机化合物被冷凝形成焦油回收利用。
工业型煤水分≤5%,灰分为9.51%,挥发分6.3%,冷压强度732N,热强度141N,全硫含量0.79%,氯含量0.11%。
实施例6:
首先,将焦油、焦油渣(废物代码450-001-11)和沥青渣以比例为1:6:3混合,进行搅拌、加热80℃以上至流动态。之后,将粒径范围为150目~300目的褐煤或褐煤半焦与液态粘结剂按照1:1比例混合,补充原料总质量11%的水处理制成膏状,在60℃以上搅拌器中混合有效时间30分钟制成膏状。配料通过型煤机,在10MPa~50MPa工作压力下料膏挤压成5cm的球状。将成型料分散暴露在空气中自然陈化48小时。
将成型料放于回转炉,以升温速度控制为8℃/分钟,终点温度控制在720°C温度条件炭化1小时出料冷却得工业型煤。在炭化过程中,尾气经初冷器冷却,高沸点的有机化合物被冷凝形成焦油回收利用。
工业型煤水分≤5%,灰分为10.18%,挥发分4.9%,冷压强度617N,热强度132N,全硫含量0.67%,氯含量0.09%。
实施例7:
首先,将焦油和沥青渣以比例为5:1混合,进行搅拌、加热80℃以上至流动态。之后,将粒径范围为150目~300目的褐煤与液态粘结剂按照100:33比例混合,补充原料总质量15%的水处理制成膏状,在60℃以上捏合机中混合有效时间20分钟制成膏状。配料通过挤条机,在15MPa~25MPa工作压力下料膏挤压成5.4mm直径柱状。将成型料分散暴露在空气中自然陈化16小时。
将成型料放于回转炉,以升温速度控制为8℃/分钟,终点温度控制在700°C温度条件炭化1.5小时。在出料口处,尾气经初冷器冷却的条件下,高沸点的有机化合物被冷凝形成焦油回收。碳化料再经斯特克炉以升温速度控制为10℃/分钟,终点温度控制在950℃物理活化处理12小时,物理活化过程采用二氧化碳加空气和烟道气进行活化形成活化料。
活性炭材料BET比表面1038m2/g,堆积密度412g/L,着火点为453℃,灰分为13.34%,耐磨强度93.5%,亚甲基蓝121mg/g,碘值987mg/g。
实施例8:
首先,将焦油渣、混油(洗油与蒽油5:7混合)和沥青渣以比例为5:10:13混合,进行搅拌、加热80℃以上至流动态。之后,将粒径范围为150目~300目的长焰煤、兰炭以1:1为比例,与液态粘结剂按照25:7比例混合,补充原料总质量14%的水处理制成膏状,在60℃以上捏合机中混合有效时间15分钟制成膏状。配料通过挤条机,在15MPa~25MPa工作压力下料膏挤压成9.4mm直径柱状。将成型料分散暴露在空气中自然陈化16小时。
将成型料放于回转炉,以升温速度控制为10℃/分钟,终点温度控制在750°C温度条件炭化1小时。在出料口处,尾气经初冷器冷却的条件下,高沸点的有机化合物被冷凝形成焦油回收。碳化料再经斯列普炉以升温速度控制为10℃/分钟,终点温度控制在930℃物理活化处理11.5小时,物理活化过程采用过热水蒸汽进行活化处理形成活化料。
活性炭BET比表面972m2/g,堆积密度448g/L,着火点为426℃,灰分为9.21%,耐磨强度95.2%,亚甲基蓝126mg/g,碘值845g/L。
以上通过8个实施例制备的成型碳基材料的产品指标。需要说明的是,以上8个实施例中,试验均进行三次平行的重复试验,结果取平均值。通过本发明提供的技术方案制备的成型碳基材料具有比表面积较大、制备成本低、充分的解决了废弃资源的利用等特点。
对于本发明制备的成型碳基材料的性能指标:
焦炭材料以GB/T1996-2017冶金焦炭,GB/T 2001-2013焦炭工业分析测定方法,GB/T 2006-2008焦炭机械强度的测定方法,GB/T 4511.1-2008焦炭真相对密度、假相对密度和气孔率的测定方法,GB/T 4511.2-1999焦炭落下强度测定方法
活性焦和活性炭材料以GB/T7702.1~7702.22-2008以及GB/T35254-2017《烟气集成净化专用碳基产品》标准为依据进行相关性能指标检测。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (11)
1.一种精/蒸馏废弃物制备的成型碳基材料,其特征在于:包括固体原料和粘结剂,所述固体原料为固态焦油渣、无烟煤、长焰煤、褐煤、褐煤半焦、焦煤粉、兰炭、粘土的一种或几种,所述粘结剂为焦油渣、混油、沥青渣、焦油的一种或几种。
2.根据权利要求1所述碳基材料,其特征在于:所述粘结剂为焦油渣、混油或沥青渣。
3.根据权利要求1所述碳基材料,其特征在于:所述精/蒸馏废弃物为252-002-11~252-006-11、252-008-11、252-011-11、252-014-11、450-001-11、450-003-11、450-003-13系列危险废物。
4.根据权利要求1所述的碳基材料,所述粘合剂中焦油含量为0%~100%,混油为0%~60%,沥青渣为0%~60%,焦油渣为0%~100%,所述固体原料中煤粉、半焦粉、焦粉、兰炭一种或几种含量为0%~100%,固态焦油渣0%~50%,粘土0%~20%。
5.根据权利要求1所述碳基材料,其特征在于:所述固体原料中固定碳含量≥60%,灰分4%~25%,挥发分3%~25%。
6.根据权利要求1所述碳基材料,其特征在于:所述粘结剂中,固定碳含量≥45%,含油率20%~50%,灰分≤20%,沥青渣中沥青含量≥50%,挥发分20%~55%。
7.根据权利要求1至6之一所述成型碳基材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一:成型阶段,将粘结剂原料进行过滤、离心、搅拌、加热至流动态后,与固体原料按照比例在捏合机或搅拌器中混合均匀、处理制成膏状,配料通过挤压形成成型料;
步骤二:处理阶段,将所述成型料分散暴露在空气中自然陈化或热风干燥或冷风干燥;
步骤三:炭化阶段,将所述成型料放于高温炉中,在程序升温条件下形成炭化料;
步骤四:活化阶段,采用过热水蒸汽、过热水蒸气与烟道气或者二氧化碳加空气与烟道气,将所述炭化料进行高温活化处理形成活化料。
8.根据权利要求7所述制备成型碳基材料方法,其特征在于:所述步骤一:将所述固体粉料与粘结剂按照1:1~4:1比例,在60℃以上的捏合机或搅拌器中混合有效时间15分钟~30分钟,补充原料质量的5%~20%水处理制成膏状,配料通过挤条机或型煤机中,料膏工作压力在15MPa~150MPa挤压成所述成型料。
9.根据权利要求7或8所述制备成型碳基材料方法,其特征在于:所述成型料是柱状、中空圆柱状、圆球状或扁圆球状形状。
10.根据权利要求7所述制备成型碳基材料方法,其特征在于:所述炭化采用管式炉、回转炉,所述活化采用多段炉、斯特克炉、斯列普炉、外热式或内热式回转炉。
11.根据权利要求8所述制备成型碳基材料方法,其特征在于:所述步骤四:将所述炭化料在600℃~950℃条件下活化处理0.4小时~12小时。
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