CN111185124B - 一种低成本沥青基复合球形活性炭的成球工艺 - Google Patents

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Abstract

一种低成本沥青基复合球形活性炭的成球工艺，将均为固态粉状的高软化点沥青、固态炭材和添加剂萘混合均匀作为成球熔体原料；将成球熔体原料加入具有搅拌推进出料功能的密封装置中并通过加热装置升温至200～250℃得到液相复合沥青熔体；将液相复合沥青熔体导入熔体沥青旋转造粒喷盘，在旋转造粒喷盘的离心作用下，液相复合沥青熔体以液滴的形式被造粒喷盘沿水平切线方向抛出，液滴通过自身张力自动收缩成圆球的形状且与冷媒接触换热后相变为固态的球形颗粒。本发明降低了沥青基球形活性炭高昂的生产成本，拓展了沥青基球形活性炭的应用范围，为沥青基球形活性炭的工业化生产和产品推广奠定良好基础。

Description

一种低成本沥青基复合球形活性炭的成球工艺
技术领域
本发明属于沥青基球形活性炭制造技术领域，具体涉及一种低成本沥青基复合球形活性炭的成球工艺。
背景技术
沥青基球形活性炭属活性炭行业顶级高科技产品，目前全球只有日本吴羽化学工业株式会社实现了工业化生产。沥青基球形活性炭的生产工艺路线是：沥青原料—成球—不熔处理—炭化—活化。其中成球工艺是沥青基球形活性炭生产的基础工序，更是沥青基球形活性炭工业化的核心技术之一。传统的沥青基球形活性炭的乳化法成球工艺对于实验室的小批量研发而言是成功的，但目前还不能满足工业化连续生产的要求。
上世纪九十年代我国已经完成了沥青基球形活性炭实验室阶段的研发，但至今没有实现工业化规模的量产，其原因主要就是工业化的工艺及装置还未能突破以及制造成本居高不下导致应用市场无法接受。
本申请人之前的发明专利《熔体沥青旋转造粒喷盘CN200410025815.1》，公开了一种熔体沥青旋转造粒喷盘，实现了熔体沥青工业化规模造粒，具体方法是将液态的熔体沥青经该喷盘的端面以液滴的形式抛出，其液滴在降落的过程中与冷媒换热后自动收缩冷却成球形的固态颗粒，该专利已成功应用在粒状路用改性沥青的工业造粒工艺中，可以满足沥青球形颗粒的工业化生产的需求，是一个能够量产的球状沥青颗粒造粒工艺及装置。但该专利应用的前提是用于造粒的沥青熔体必须具有一定的液态流动性，这对于一般软化点的沥青原料来讲是不成任何问题的。
而用于生产球形活性炭的沥青，则必须是软化点高于250℃的高软化点沥青。另外沥青基球形活性炭的成球工艺中还必须添加一种小分子的芳香烃类物质作为造孔添加剂，比如添加萘、菲、蒽等物质，添加剂的主要作用是在沥青球体内造孔，当沥青球形颗粒成型后，则还须用正己烷等化学溶剂将这些添加剂从沥青球体中提取出来，此时的沥青球体中就随着添加剂的溢出而形成了无数孔道，这些孔道就是后序不熔处理工艺时含氧气体进入沥青球体进行交联的必经之路，同时也是沥青球体中氢组分溢出的必经之路，故添加剂在沥青基球形活性炭的生产工艺中是一个不可或缺的重要环节。同时添加剂还有一个非常重要的功能，就是可以使沥青熔体的粘度降低，即熔体的流动性得以提高，而这一效果又正是《熔体沥青旋转造粒喷盘CN200410025815.1》造粒工艺所期望和必需的。从综合因素考虑，萘、菲、蒽等添加剂中萘的价格最低，同时用正己烷等化学溶剂将萘从沥青球体中提取出来的效果也要比菲、蒽等其他物质好许多。
此外，要想通过《熔体沥青旋转造粒喷盘CN200410025815.1》实现高软化点沥青熔体的造粒，关键还在于如何保持高软化点沥青熔体的高温流动性。本申请人之前的发明专利《制备含有添加剂的高软化点沥青熔体的方法及装置CN201710149170.X》，可连续批量制备含有添加剂的高软化点沥青熔体，与《熔体沥青旋转造粒喷盘CN200410025815.1》配合即可实现高软化点沥青熔体的量产造粒。
虽然本申请人之前的两项发明专利配合使用便可解决沥青基球形活性炭的成球工艺，同时还实现了工业连续生产。但沥青基球形活性炭的高成本高价格仍然是制约其工业化难以实施以及产品难以推广应用的主要因素。
沥青基球形活性炭以软化点高于250℃的高软化点沥青为原料，成球后再经过不熔处理工艺使之可以通过高温炭化和活化，最终成为一种具有高比表面积、高吸附性能、高活性的球形炭材料。其核心特征就是圆球形状，这是区别于其他活性炭的一个重要特征，也是其高价格的重要卖点。如此高软化点的沥青其商品价格本身就非常昂贵，同时造好的圆球形颗粒必须能够满足“不熔处理”工序对其理化特性的苛刻要求，因此沿用传统的工艺对降低沥青基球形活性炭的生产成本很难起到明显作用。
发明内容
本发明提供一种低成本沥青基复合球形活性炭的成球工艺，通过在高软化点沥青原料中添加固态炭材，降低沥青基球形活性炭高昂的生产成本，同时提高了沥青基球形活性炭的品质，拓展了沥青基球形活性炭的应用范围，为沥青基球形活性炭的工业化生产和产品推广奠定良好基础。
本发明采用的技术方案是：一种低成本沥青基复合球形活性炭的成球工艺，包括以下步骤：
步骤一，将均为粉状的固态高软化点沥青、固态炭材和添加剂萘按下述重量比混合均匀作为成球熔体原料；
软化点高于250℃的沥青：40～55％，
粉状的固态炭材：20～30％，
萘：25～30％；
步骤二，将所述成球熔体原料加入具有搅拌推进出料功能的密封装置中并通过加热装置升温至200～250℃得到液相复合沥青熔体；该步骤优选采用“制备含有添加剂的高软化点沥青熔体的方法及装置CN201710149170.X”来完成；
步骤三，将所述液相复合沥青熔体导入熔体沥青旋转造粒喷盘，在旋转造粒喷盘的离心作用下，液相复合沥青熔体以液滴的形式被造粒喷盘沿水平切线方向抛出，液滴通过自身张力自动收缩成圆球的形状且与冷媒接触换热后相变为固态的球形颗粒。
优选的，所述粉状的固态炭材的细度在80～200目之间。
优选的，所述粉状的固态炭材是石油焦、煤焦、沥青焦中的一种或几种。
优选的，所述粉状的固态炭材是煤质活性炭的原料煤粉。
优选的，所述粉状的固态炭材是成品活性炭的再加工炭化粉。
优选的，所述粉状的固态炭材由A、B、C三种粉状材料中的两种以上混合而成，其中A是石油焦、煤焦、沥青焦中的一种或几种加工而成；B是煤质活性炭的原料煤粉加工而成；C是成品活性炭加工而成。
相较于现有技术，本发明具有的有益效果：
1、降低了原料成本。本发明添加的固态炭材的价格要远低于高软化点沥青的价格，因此固态炭材添加的越多原料成本就下降的越多，而且固态炭材的添加在减少可熔物质的同时又起到了球体骨架的作用。
2、有利于后续的不熔处理，且可降低不熔处理工艺的成本。这是由于添加的固态炭材本身就是多孔的不熔物质，在不熔处理工艺中可以有效提高含氧气体进入球体进行交联以及沥青球体中氢组分溢出的效果，故而可降低不熔处理工艺的成本；
3、固态炭材形成的球体骨架可以增加球体颗粒的强度，有利于保持球体颗粒的形状，在后续的加工工艺中可以有效的缓解球体颗粒变形以及开裂等现象。
4、活性炭的一个重要指标就是其内部孔隙的形状以及结构几何尺寸，不同结构尺寸的孔隙对应吸附不同的物质，如果球形活性炭内部分布有不同比例的微孔、小孔、中孔、大孔等孔隙，就可满足更高更广泛的吸附要求。比如沥青活性炭通常是以微孔为主，而不同的煤质活性炭以及不同的木质活性炭也都具有各自不同的孔隙特征，即不同的物质会产生特定结构尺寸的孔隙，本发明在沥青熔体中添加了不同特性结构的粉状固态炭材，其活化后的孔隙分布就可以做到人为设定及调控，拓展了沥青基球形活性炭的应用范围，有利于沥青基球形活性炭的推广应用。
5、本发明所添加的固态炭材本身就是各类有机炭材料，在与沥青很好兼容的同时自身又是活性炭的极佳原材料，故不会影响成品球形活性炭的吸附功能和性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1：
步骤一，将均为固态粉状的高软化点沥青、固态炭材和添加剂萘按下述重量比混合均匀作为成球熔体原料；
软化点高于250℃的沥青：40％，
粉状的固态炭材：30％，
萘：30％；
步骤二，将所述成球熔体原料采用“制备含有添加剂的高软化点沥青熔体的方法及装置CN201710149170.X”转变为200～250℃的液相复合沥青熔体；
步骤三，将所述液相复合沥青熔体导入“熔体沥青旋转造粒喷盘CN200410025815.1”，在旋转造粒喷盘的离心作用下，液相复合沥青熔体以液滴的形式被造粒喷盘沿水平切线方向抛出，液滴通过自身张力自动收缩成圆球的形状且与冷媒接触换热后相变为固态的球形颗粒。
所述粉状的固态炭材的细度在80～200目之间。所述粉状的固态炭材是用石油焦、煤焦、沥青焦中的一种或几种加工而成。
实施例2：
步骤一，将均为固态粉状的高软化点沥青、固态炭材和添加剂萘按下述重量比混合均匀作为成球熔体原料；
软化点高于250℃的沥青：50％，
粉状的固态炭材：25％，
萘：25％；
步骤二，将所述成球熔体原料采用“制备含有添加剂的高软化点沥青熔体的方法及装置CN201710149170.X”转变为200～250℃的液相复合沥青熔体；
步骤三，将所述液相复合沥青熔体导入“熔体沥青旋转造粒喷盘CN200410025815.1”，在旋转造粒喷盘的离心作用下，液相复合沥青熔体以液滴的形式被造粒喷盘沿水平切线方向抛出，液滴通过自身张力自动收缩成圆球的形状且与冷媒接触换热后相变为固态的球形颗粒。
所述粉状的固态炭材的细度在80～200目之间。所述粉状的固态炭材是用成品活性炭加工而成。所述成品活性炭是木质活性炭或煤质活性炭。
实施例3：
步骤一，将均为固态粉状的高软化点沥青、固态炭材和添加剂萘按下述重量比混合均匀作为成球熔体原料；
软化点高于250℃的沥青：55％，
粉状的固态炭材：20％，
萘：25％；
步骤二，将所述成球熔体原料采用“制备含有添加剂的高软化点沥青熔体的方法及装置CN201710149170.X”转变为200～250℃的液相复合沥青熔体；
步骤三，将所述液相复合沥青熔体导入“熔体沥青旋转造粒喷盘CN200410025815.1”，在旋转造粒喷盘的离心作用下，液相复合沥青熔体以液滴的形式被造粒喷盘沿水平切线方向抛出，液滴通过自身张力自动收缩成圆球的形状且与冷媒接触换热后相变为固态的球形颗粒。
所述粉状的固态炭材的细度在80～200目之间。所述粉状的固态炭材是用煤质活性炭的原料煤粉加工而成。
进一步的，本发明实施例1、2、3中所述粉状的固态炭材由A、B、C三种粉状材料中的两种以上混合而成，其中A是石油焦、煤焦、沥青焦中的一种或几种加工而成；B是煤质活性炭的原料煤粉加工而成；C是成品活性炭加工而成。本发明利用A、B、C三种材料具有各自不同的孔隙特征，即不同的物质会产生特定结构尺寸的孔隙，通过在沥青熔体中添加了不同特性结构的粉状固态炭材，其活化后的孔隙分布就可以做到人为设定及调控，拓展了沥青基球形活性炭的应用范围，有利于沥青基球形活性炭的推广应用。
进一步的，本发明实施例1、2、3中所述的冷媒可以是常压空气也可以是普通淡水，液滴在与冷媒接触换热的过程中在自身张力的作用下自动收缩成圆球形状，同时在与冷媒接触换热的过程中完成相变成为固体的球形颗粒。
进一步的，本发明实施例1、2、3中通过调整熔体沥青旋转造粒喷盘的转速，即可得到不同体积的液滴即不同球径的圆球形颗粒，本发明的颗粒球径范围控制在为￠0.5-1.5毫米之间，再经过筛分措施将球形颗粒分级得到若干不同粒径级别的球形颗粒。分级后的球形颗粒再经化学溶剂正己烷或正庚烷浸泡6-12小时，将球形颗粒中的萘萃取出来。萃取后的球形颗粒即可沿用传统的沥青基球形活性炭制备工艺来完成后续的工作，即分别进入不熔处理工序、炭化工序和活化工序等，最终得到成品球形活性炭。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明的实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等同变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种低成本沥青基复合球形活性炭的成球工艺，其特征在于包括以下步骤：
步骤一，将均为固态粉状的高软化点沥青、固态炭材和添加剂萘按下述重量比混合均匀作为成球熔体原料；
软化点高于250℃的沥青：40～55％，
粉状的固态炭材：20～30％，
萘：25～30％；
步骤二，将所述成球熔体原料加入具有搅拌推进出料功能的密封装置中并通过加热装置升温至200～250℃得到液相复合沥青熔体；
步骤三，将所述液相复合沥青熔体导入熔体沥青旋转造粒喷盘，在旋转造粒喷盘的离心作用下，液相复合沥青熔体以液滴的形式被造粒喷盘沿水平切线方向抛出，液滴通过自身张力自动收缩成圆球的形状且与冷媒接触换热后相变为固态的球形颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种低成本沥青基复合球形活性炭的成球工艺，其特征在于：所述粉状的固态炭材的细度在80～200目之间。
3.根据权利要求2所述的一种低成本沥青基复合球形活性炭的成球工艺，其特征在于：所述粉状的固态炭材是石油焦、煤焦、沥青焦中的一种或几种加工而成。
4.根据权利要求2所述的一种低成本沥青基复合球形活性炭的成球工艺，其特征在于：所述粉状的固态炭材是煤质活性炭的原料煤粉加工而成。
5.根据权利要求2所述的一种低成本沥青基复合球形活性炭的成球工艺，其特征在于：所述粉状的固态炭材是成品活性炭加工而成。
6.根据权利要求2所述的一种低成本沥青基复合球形活性炭的成球工艺，其特征在于：所述粉状的固态炭材由A、B、C三种粉状材料中的两种以上混合而成，其中A是石油焦、煤焦、沥青焦中的一种或几种加工而成；B是煤质活性炭的原料煤粉加工而成；C是成品活性炭加工而成。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4823793B1 (zh) * 1968-06-17 1973-07-16
CN102218297A (zh) * 2011-04-28 2011-10-19 孔亦周 一种无需不熔处理工艺的沥青基球形活性炭的制备方法
CN102259853A (zh) * 2011-06-15 2011-11-30 李钱胜 球形活性炭的制备方法及盘式造球机
CN106744933A (zh) * 2016-11-16 2017-05-31 俞祥敏 一种适合工业生产的沥青基球形活性炭的制备方法
CN106883622A (zh) * 2017-03-14 2017-06-23 西安润格环保科技有限公司 制备含有添加剂的高软化点沥青熔体的方法及装置
CN108584952A (zh) * 2018-08-01 2018-09-28 国家能源投资集团有限责任公司 球形多孔炭及其制备方法
CN208213092U (zh) * 2018-04-16 2018-12-11 西安润格环保科技有限公司 一种水冷法沥青基球形活性炭的熔体造粒装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4823793B1 (zh) * 1968-06-17 1973-07-16
CN102218297A (zh) * 2011-04-28 2011-10-19 孔亦周 一种无需不熔处理工艺的沥青基球形活性炭的制备方法
CN102259853A (zh) * 2011-06-15 2011-11-30 李钱胜 球形活性炭的制备方法及盘式造球机
CN106744933A (zh) * 2016-11-16 2017-05-31 俞祥敏 一种适合工业生产的沥青基球形活性炭的制备方法
CN106883622A (zh) * 2017-03-14 2017-06-23 西安润格环保科技有限公司 制备含有添加剂的高软化点沥青熔体的方法及装置
CN208213092U (zh) * 2018-04-16 2018-12-11 西安润格环保科技有限公司 一种水冷法沥青基球形活性炭的熔体造粒装置
CN108584952A (zh) * 2018-08-01 2018-09-28 国家能源投资集团有限责任公司 球形多孔炭及其制备方法

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