CN109694068B - 一种载溴活性炭生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种载溴活性炭生产方法，其特征在于，通过备煤；混合、造粒、筛分成型；高温炭化、冷却炭化料、筛分；活化；活化料筛分、制粉、载溴、包装六个工序，按所需产品规格将活性炭通过料仓计量加入混料器中后再将液溴缓缓加入混料器中边吸附边搅拌，使物料混合均匀，通过10‑30分钟的加溴时间，将液溴加载在活性炭内，该方法可以适用于生产多种形式的载溴活性炭，在实际使用中，该方法所生产的活性炭有优良的废气脱汞性能，而且和常规活性炭相比更适合吸附单质汞，当含汞废气与载溴活性炭进行接触时，废气中的汞与活性炭上的溴进行反应并被活性炭吸收，可广泛的适用于垃圾焚烧、食品、药品、化工、冶金、油脂、日常生活等领域。

Description

一种载溴活性炭生产方法
技术领域
本发明涉及活性炭生产方法，具体涉及一种载溴活性炭生产方法。
背景技术
目前，生活垃圾的处理方式正以之前的填埋逐渐向焚烧方式过渡，采用焚烧技术处理生活垃圾。可将垃圾彻底处理后外供能源并烧结成固体废渣，焚烧后的固体体积仅为之前体积的15％，因此可达到垃圾处理无害化、减量化、资源化的目的。但由于垃圾在焚烧中产生有害有毒的烟尘，尤其是需要解决垃圾焚烧尾气中汞及其二噁英的问题，所以必须对垃圾产生的烟气进行处理。目前，垃圾焚烧烟气汞的主要治理技术有：(1)利用现有烟气污染控制设备脱汞，垃圾焚烧烟气中，颗粒态的汞容易富集在焚烧飞灰表面，从而被烟气净化系统中的布袋除尘器捕集而脱除。HgCl2是焚烧烟气中汞的主要存在形态，具有很强的水溶性，半干法与除尘器连用工艺被广泛运用于拉圾焚烧过程的酸性气体脱除，几乎所有的Hgcl2都被碱性溶液所捕集。但利用烟气污染控制设备控制汞排放仍存在问题。溶液中的Hgcl2稳定性难以控制。当溶液中CL-浓度较低时，有部分HgCl2被还原为单质汞附着于管壁，增加了废水处置难度，导致汞污染物对生物体造成损害。单质汞几乎不溶于水，也难以在除尘器内被捕集。因此，除利用现在烟气控制设备除汞外，仍需要采取进一步的工艺控制烟气中汞污染物排放。(2)喷入Na2S脱汞：由于Na2S在烟气一定温度下能够与不同形态的汞发生反应，生成稳定性较好的化合物硫化汞，附着在飞灰表面被空气净化器所捕集。但硫化汞喷射法也存在一些不足，Na2S能够与烟气中的酸性气体发生反应。当烟道气分为酸性时，可能会生成有毒的气体硫化氢，造成二次污染，附着于飞灰表面的硫化氢也增加了后续处置的难度，因此Na2S喷射没有得到广泛应用。(3)喷入活性炭等吸附剂脫汞：常见的吸附剂包括活性炭、钙基吸附剂、贵金属吸附剂等，均能对烟气中的汞起一定的吸附作用。影响活性吸附性能的因素很多，拉圾成分、烟气组分、焚烧炉型、烟道温度以及活性炭的物理特征均能够对活性炭的吸附性能产生影响。在烟道温度(100一150度)下，常规活性炭对汞的脱除率较典型温度下显著下降，为了提高汞的去除率，往往需要加大活性炭的用量，提高了治理成本。因此，为降低成本，同时获得稳定高效的汞去除率，研究开发具有高去除率的改性活性炭，在活性炭负载溴(浓度99％)显著提高活性炭对汞的吸附容量，同时加快
Figure BDA0001951074840000011
性炭表面的吸附速率。
目前我国垃圾焚烧领域采用的活性炭生产工艺是以煤为原料，经粉碎、捏合、挤压、干燥、炭化、活化而制成的，这样生产出来的活性炭用于焚烧垃圾的缺点有吸附性能差；工作容量低；吸附汞、二恶英性能低；不利于活性炭吸附。所以现在需要提供一种对汞吸附容量大、活性炭表面吸附率高、反应速度快的用于拉圾焚烧的改性活性炭来解决目前存在的问题。
发明内容
本发明解决了目前垃圾焚烧发电通过喷入活性炭控制汞及有毒有害物质的排放，但仍有汞以单质汞的形式排放到大气中的问题，提供一种载溴活性炭生产方法，其应用时在活性炭粉末中加入强氧化剂溴(溴素含量99-99.7％)的改性活性炭一载溴活性炭。使单质汞在活性炭孔隙内与溴反应，进一步提高对汞的脱除率，显著提高活性炭对汞的吸附容量，同时加快活性炭的吸附速率。
本发明通过以下技术方案实现：一种载溴活性炭生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)备煤工序：首先将原料在无氧环境中将温度提升至400℃后进行干馏三十分钟，之后利用磨粉机将干馏后的原煤磨成细粉，通过200目筛选后并称重计量的煤粉送入下一工序进行再加工；
(2)混合、造粒、筛分成型工序：计量好的煤粉与煤焦油和水按照一定重量比例进行配比加热后进行搅拌混合，搅拌均匀后的混合物料进行造粒、筛分后自然凉干；
(3)高温碳化、冷却、筛分工序：将晾晒后的粒状物料温度由280℃-700℃逐渐加热干馏进行高温碳化，之后对碳化后的物料进行冷却筛分，将不符合要求的小颗粒及粉尘筛分分离出来；
(4)活化工序：将炭化后的合格物料在700℃-1000℃进行活化，采用水蒸汽在高温条件下与炭接触后发生氧化还原反应，生成CO、CO2、H2及碳氢化合物等物质、再通过碳的气化反应达到造孔的目的，整个活化工序的时间控制在6-10小时；
(5)活化料筛分、制粉、载溴、包装：将活化好的活化料进行筛分、磨粉之后装入料仓内备用，将液溴装入提前准备好的贮溴罐，然后按所需产品规格将活性炭通过料仓计量加入混料器中后再将液溴缓缓加入混料器中边吸附边搅拌，使物料混合均匀，溴素是非极性分子，活性炭不存在极性键，无极性，非极性分子间的引力相对较强，溴很容易被活性炭吸附，该过程中载溴时间控制在10-30分钟，由于溴在空气中易挥发，所以在混料器出口下方放置计量秤，当混料器中的载溴工序完成后，直接将载溴后的成品载溴活性炭装入吨包进行打包包装。
(6)载溴活性炭的主要质量指标为：溴含量0.3--10％，碘值：400-1100mg/g，PH值2--5之间，灰分<15％，可生产的载溴活性炭的粒度范围：1目--325目，粒度合格率：>95％，水分含量<5％，堆重为600g/L-700g/L之间。
目前，垃圾焚烧发电通过喷入活性炭控制汞及有毒有害物质的排放，但仍有汞以单质汞的形式排放到大气中的问题，所以本申请提供了一种载溴活性炭生产方法，首先将原煤在400℃和无氧状态下进行干馏三十分钟，处理后的原煤、用链条式提升机将原料提到磨粉机煤仓、磨粉机将其制成煤粉，之后约90％以上细度为200目的煤粉直接用风机将输送至煤粉储存罐并经过螺旋输送机计量称重。计量好的煤粉送入搅拌锅，同时按照一定重量将原煤粉(200目)、煤焦油、水以：1：0.30～0.35：0.05～0.10的比例混合后，再进行加热。将搅拌均匀的料放入造粒机料仓，经过螺旋式叶片输送机输送到造粒机进料口，经造粒机挤出所需炭条，炭条经过筛分(去除沬子、料的碎头)用皮带机输送到料箱，叉车将料箱堆放到固定料架自然凉干。将晾晒后的炭条用提升机匀速提到炭化料进口进入炭化炉炭化。物料在炉内由分料仓翻转并不断往炉头运动同时温度由280℃-700℃逐渐加热干馏，最后从出料口筛分后流出后用垂直提升机将物料输送至冷却器内进行冷却筛分，筛分的目的就是将碳化生产过程中产生的不符合要求的小颗粒及粉尘分离出来。之后将炭化料提升至活化炉进行活化，活化温度控制在700℃-1000℃之间、活化6-10小时，采用水蒸汽在高温条件下与炭接触后发生氧化还原反应、生成CO、CO2、H2及碳氢化合物等物质、再通过碳的气化反应达到造孔的目的，活化后的活化料由卸料器卸至冷却套出料仓。将活化好的活化料，用斗提机提至筛分机、磨粉机，分别进行筛分、磨粉。提前准备好的液溴储存在加聚四氟乙烯衬里或塘瓷的贮溴罐内，与贮溴罐连接管道、液位计、流量计、安全装置均需进行聚四氟乙烯内衬，在加溴前检查各阀门设备情况，聚四氟乙烯螺丝有无松动，聚四氟乙烯垫子是否泄漏，然后按所需产品规格将活性炭通过料仓计量加入聚四氟乙烯衬里或塘瓷的混料器中，同时，缓慢打开加聚四氟乙烯衬里或塘瓷玻璃的溴素储存罐上的聚四氟乙烯衬里阀门将溴素通过聚四氟乙烯衬里电磁流量计计量加入混料器中，边吸附边搅拌，使物料混合均匀。溴素是非极性分子，活性炭不存在极性键，无极性，非极性分子间的引力相对较强，溴很容易被活性炭吸附，载溴时间为10-30分钟，溴在空气中易挥发，在混料器出口下方放置计量秤，计量后的成品直接装入吨包进行打包包装。
进一步的，一种载溴活性炭生产方法，所述原煤粉、煤焦油、水的比例控制范围为：1：0.30～0.35：0.05～0.10。
进一步的，一种载溴活性炭生产方法，所述贮溴罐与混料器的内部衬有材料为聚四氟乙烯衬里或塘瓷玻璃的内衬。
进一步的，一种载溴活性炭生产方法，所述载溴活性炭的溴含量为0.3％--10％。
综上所述，本发明的以下有益效果：
1、本发明一种载溴活性炭生产方法，通过该方法生产出的活性炭其表面吸附率高、反应速度快、对汞吸附容量大，在实际使用中能有效的吸附垃圾焚烧等生产过程中所释放的汞，从而减少汞对环境的影响。
2、本发明一种载溴活性炭生产方法，通过充分搅拌、吸收，所生产的产品均匀稳定，载溴活性炭其所载溴素纯度为99.7％，纯度高、杂质少，从而增强了活性炭吸附效果，实际对汞的吸附量更大，具有高吸附，低残留的明显效果。
3、本发明一种载溴活性炭生产方法，该方法可以适用于生产多种形式的载溴活性炭，在活性炭中载入溴，以增强活性炭的活性，该方法所生产的活性炭有优良的废气脱汞性能，而且和常规活性炭相比更适合吸附单质汞，当含汞废气与载溴活性炭进行接触时，废气中的汞与活性炭上的溴进行反应并被活性炭吸收，可广泛的适用于垃圾焚烧、食品、药品、化工、冶金、油脂、日常生活等领域。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1所示，一种载溴活性炭生产方法，方法包括，s1备煤工序：首先将原煤在400℃和无氧状态下进行干馏三十分钟，处理后的原煤、用链条式提升机将原料提到磨粉机煤仓、磨粉机将其制成煤粉，之后约90％以上细度为200目的煤粉直接用风机将输送至煤粉储存罐并经过螺旋输送机计量称重。S2混合、造粒、筛分成型工序：计量好的煤粉送入搅拌锅，同时按照一定重量将原煤粉(200目)、煤焦油、水混合后，再进行加热。将搅拌均匀的料放入造粒机料仓，经过螺旋式叶片输送机输送到造粒机进料口，经造粒机挤出所需炭条，炭条经过筛分(去除沬子、料的碎头)用皮带机输送到料箱，叉车将料箱堆放到固定料架自然凉干。s3高温碳化、冷却、筛分工序：将晾晒后的炭条用提升机匀速提到炭化料进口进入炭化炉炭化。物料在炉内由分料仓翻转并不断往炉头运动同时温度由280℃-700℃逐渐加热干馏，最后从出料口筛分后流出后用垂直提升机将物料输送至冷却器内进行冷却筛分，筛分的目的就是将碳化生产过程中产生的不符合要求的小颗粒及粉尘分离出来。s4活化工序：之后将炭化料提升至活化炉进行活化，活化温度控制在700℃-1000℃之间、活化6-10小时，采用水蒸汽在高温条件下与炭接触后发生氧化还原反应、生成CO、CO2、H2及碳氢化合物等物质、再通过碳的气化反应达到造孔的目的，活化后的活化料由卸料器卸至冷却套出料仓。s5活化料筛分、制粉、载溴、包装：将活化好的活化料，用斗提机提至筛分机、磨粉机，分别进行筛分、磨粉。提前准备好的液溴储存在加聚四氟乙烯衬里或塘瓷的贮溴罐内，与贮溴罐连接管道、液位计、流量计、安全装置均需进行聚四氟乙烯内衬，在加溴前检查各阀门设备情况，聚四氟乙烯螺丝有无松动，聚四氟乙烯垫子是否泄漏，然后按所需产品规格将活性炭通过料仓计量加入聚四氟乙烯衬里或塘瓷的混料器中，同时，缓慢打开加聚四氟乙烯衬里或塘瓷玻璃的溴素储存罐上的聚四氟乙烯衬里阀门将溴素通过聚四氟乙烯衬里电磁流量计计量加入混料器中，边吸附边搅拌，使物料混合均匀。溴素是非极性分子，活性炭不存在极性键，无极性，非极性分子间的引力相对较强，溴很容易被活性炭吸附，载溴时间为10-30分钟，溴在空气中易挥发，在混料器出口下方放置计量秤，计量后的成品直接装入吨包进行打包包装，所述的一种载溴活性炭生产方法，其特征在于，所述原煤粉、煤焦油、水的比例控制范围为：1：0.30～0.35：0.05～0.10，所述贮溴罐与混料器的内部衬有材料为聚四氟乙烯衬里或塘瓷玻璃的内衬。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种载溴活性炭生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）备煤工序：首先将原料在无氧环境中将温度提升至400℃后进行干馏三十分钟，之后利用磨粉机将干馏后的原煤磨成细粉，通过200目筛选后并称重计量的煤粉送入下一工序进行再加工；
（2）混合、造粒、筛分成型工序：计量好的煤粉与煤焦油和水按照一定重量比例进行配比加热后进行搅拌混合，搅拌均匀后的混合物料进行造粒、筛分后自然凉干；
（3）高温碳化、冷却、筛分工序：将晾晒后的粒状物料温度由280℃-700℃逐渐加热干馏进行高温碳化，之后对碳化后的物料进行冷却筛分，将不符合要求的小颗粒及粉尘筛分分离出来；
（4）活化工序：将炭化后的合格物料在700℃-1000℃进行活化，采用水蒸汽在高温条件下与炭接触后发生氧化还原反应，生成CO、CO2、H2及碳氢化合物、再通过碳的气化反应达到造孔的目的，整个活化工序的时间控制在6-10小时；
（5）活化料筛分、制粉、载溴、包装工序：将活化好的活化料进行筛分、磨粉之后装入料仓内备用，将液溴装入提前准备好的贮溴罐，然后按所需产品规格将活性炭通过料仓计量加入混料器中后再将液溴缓缓加入混料器中边吸附边搅拌，使物料混合均匀，溴素是非极性分子，活性炭不存在极性键，无极性，非极性分子间的引力相对较强，溴很容易被活性炭吸附，该过程中载溴时间控制在10-30分钟，由于溴在空气中易挥发，所以在混料器出口下方放置计量秤，当混料器中的载溴工序完成后，直接将载溴后的成品载溴活性炭装入吨包进行打包包装；
（6）载溴活性炭的主要质量指标为：溴含量0.3--10%，碘值：400-1100mg/g，pH值2--5之间，灰分<15%，生产的载溴活性炭的粒度范围：1目--325目，粒度合格率：>95%，水分含量<5%，堆重为600g/L-700g/L之间。
2.根据权利要求1所述的一种载溴活性炭生产方法，其特征在于，所述煤粉、煤焦油、水的比例控制范围为：1：0.30〜0.35：0.05〜0.10。
3.根据权利要求1所述的一种载溴活性炭生产方法，其特征在于，所述贮溴罐与混料器的内部衬有材料为聚四氟乙烯衬里或塘瓷玻璃的内衬。
4.根据权利要求1所述的一种载溴活性炭生产方法，其特征在于，所述载溴活性炭的溴含量为0.3%--10%。
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