CN111518600B - 泛碱抑制剂、含有泛碱抑制剂的兰炭基型碳及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种泛碱抑制剂、含有泛碱抑制剂的兰炭基型碳及其制备方法,该泛碱抑制剂包括草酸、柠檬酸和可选的醋酸;相对于100重量份的所述草酸,所述柠檬酸的含量为1‑50重量份,所述醋酸的含量为0‑5重量份。本公开提供的泛碱抑制剂可以显著降低兰炭基型碳的碱性,添加有该泛碱抑制剂的兰炭基型碳的pH值保持在7±1的范围内,其表面的碱渍明显减少,外观明显改善,市场价值也相应提高。
Description
技术领域
本公开涉及一种泛碱抑制剂、含有泛碱抑制剂的兰炭基型碳及其制备方法。
背景技术
兰炭是利用原煤热解(干馏)后的产物制备而成的一种新型炭素材料,由于原煤在低温热解的过程中已大量释放有害气体,其中所含的煤气和煤焦油已基本提取,因此兰炭属于清洁环保的优质燃料。兰炭具有固定炭高、化学活性高、含灰分低、铝低、硫低、磷低等优点,可广泛用于化工、冶炼、造气以及民用取暖、烧烤等行业。
在国家大力推广应用洁净煤的形势下,兰炭洁净型煤异军突起,凭借优异性能,完全符合京津冀地区洁净煤标准。我国储有大量兰炭资源有待开发利用,然而,兰炭末自身粒径小,比重轻,微孔多,比表面积大,强度差,易粉碎,无粘结交联基础,深加工有一定难度;同时兰炭的原料因产地煤种不同,兰炭末性质随之变异,所以用同一种处理方法,并不能同时解决不同煤种所产出的兰炭末,而且,实用率较高的兰炭主要以块为主,兰炭末由于粒度小无法用于工业生产中;同时堆放和装卸运输中扬尘严重,不符合环保要求,因此,如何将兰炭末实现资源化利用成为本领域亟待解决的问题。
发明内容
本公开的目的是提供一种泛碱抑制剂、含有泛碱抑制剂的兰炭基型碳及其制备方法,该泛碱抑制剂可以显著降低兰炭基型碳的碱性,从而消除兰炭基型碳表面的碱渍,提高其市场利用价值。
为了实现上述目的,本公开第一方面提供一种泛碱抑制剂,该泛碱抑制剂包括草酸、柠檬酸和可选的醋酸;相对于100重量份的所述草酸,所述柠檬酸的含量为1-50重量份,所述醋酸的含量为0-5重量份。
可选地,相对于100重量份的所述草酸,所述柠檬酸的含量为10-30重量份,所述醋酸的含量为1-4重量份。
可选地,所述泛碱抑制剂还包括添加剂;所述添加剂选自柠檬酸钠、草酸钠和醋酸钠的至少一种,优选为柠檬酸钠;相对于100重量份的所述草酸,所述添加剂的含量为1-20重量份。
本公开第二方面提供一种兰炭基型碳,该兰炭基型碳含有兰炭和本公开第一方面所述的泛碱抑制剂。
可选地,以重量计并以所述兰炭基型碳中所述兰炭的重量为基准,所述泛碱抑制剂的含量为2-5重量%。
可选地,所述兰炭基型碳的pH值为6-8。
本公开第三方面提供一种制备兰炭基型碳的方法,该方法包括:将兰炭原料与本公开第一方面所述的泛碱抑制剂混合,得到兰炭基型碳。
可选地,该方法还包括:将所述兰炭原料先进行破碎为30-50目的兰炭粉末,再将所述兰炭粉末与所述泛碱抑制剂混合。
可选地,所述兰炭原料与所述泛碱抑制剂的重量比为100:(2-5),优选为100:(3-4)。
可选地,所述混合的条件包括:将所述兰炭粉末、所述泛碱抑制剂和水混合得到原料混合物,将所述原料混合物进行成型处理得到兰炭基型碳;所述原料混合物的含水率为12重量%以下;并且/或者,
所述成型处理包括将所述原料混合物在成型机中挤压成型后干燥。
通过上述技术方案,本公开提供的泛碱抑制剂可以显著降低兰炭基型碳的碱性,添加有该泛碱抑制剂的兰炭基型碳的pH值保持在7±1的范围内,其表面的碱渍明显减少,外观明显改善,市场价值也相应提高。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。
本公开第一方面提供一种泛碱抑制剂,该泛碱抑制剂可以包括草酸、柠檬酸和可选的醋酸;相对于100重量份的所述草酸,所述柠檬酸的含量为1-50重量份,所述醋酸的含量为0-5重量份。
本公开的发明人发现,选择单一酸作为泛碱抑制剂应用于兰炭基型碳时,碱渍消除效果较差,碱渍消除率最高仅能达到70%,而选用本公开的复合酸作为泛碱抑制剂可以使兰炭基型碳的pH值保持在7±1的范围,制备得到的兰炭基型碳的碱性显著降低,外观明显改善,碱渍消除率可高达95%,市场价值也相应提高。
为了降低型碳表面泛碱率,在一种优选的实施方式中,相对于100重量份的所述草酸,所述柠檬酸的含量为10-30重量份,所述醋酸的含量为1-4重量份。
根据本公开,所述泛碱抑制剂还可以包括添加剂,从而可以起到缓冲pH的效果,有助于兰炭基型碳的pH值保持稳定和消除碱渍,例如,所述添加剂可以选自柠檬酸钠、草酸钠和醋酸钠的至少一种,为了进一步提高兰炭基型碳的化学稳定性,所述添加剂优选为柠檬酸钠。相对于100重量份的所述草酸,所述添加剂的含量可以在一定的范围内变化,例如,所述添加剂的含量可以为1-20重量份,优选为5-15重量%。
本公开第二方面提供一种兰炭基型碳,该兰炭基型碳可以含有兰炭和本公开第一方面所述的泛碱抑制剂。
根据本公开,以重量计并以所述兰炭基型碳中所述兰炭的重量为基准,所述泛碱抑制剂的含量可以在一定范围内变化,例如,所述泛碱抑制剂的含量可以为2-5重量%,优选为3-4重量%。
根据本公开,所述兰炭基型碳的pH值为6-8,优选为6.8-7.5。所述兰炭基型碳的pH值为中性,因而可以有效抑制碱渍的产生。
本公开第三方面提供一种制备兰炭基型碳的方法,该方法包括:将兰炭原料与本公开第一方面所述的泛碱抑制剂混合,得到兰炭基型碳。
根据本公开,该方法还可以包括:将所述兰炭原料先进行破碎为30-50目的兰炭粉末,再将所述兰炭粉末与所述泛碱抑制剂混合。
根据本公开,所述兰炭原料与所述泛碱抑制剂的重量比可以在一定的范围内变化,在一种具体的实施方式中,所述兰炭原料与所述泛碱抑制剂的重量比可以为100:(2-5),在一种优选的实施方式中,所述兰炭原料与所述泛碱抑制剂的重量比可以为100:(3-4)。
根据本公开,所述混合的条件可以包括:将所述兰炭粉末、所述泛碱抑制剂和水混合得到原料混合物,将所述原料混合物进行成型处理得到兰炭基型碳。其中,原料混合的方法和设备可以为本领域常规的,例如在双轴搅拌装置进行混合。为了使物料混合更均匀减少扬尘,混合过程中可以加入水,例如一种实施方式,可以将兰炭粉末与泛碱抑制剂送入双轴搅拌装置,并喷水搅拌均匀,得到原料混合物,该原料混合物的含水率可以为12重量%以下,优选为6-10重量%。
根据本公开,所述成型处理可以为本领域常规成型方法,一种实施方式,可以将所述第一混合物在成型机中挤压成型;成型后的兰炭基型碳可以为常规形状,例如球状、棒状等。进一步地,可以将成型后的兰炭基型碳进行干燥。一种实施方式,将成型后的兰炭基型碳送入烘干炉,将水份烘干至2%以下,然后冷却包装,得到产品兰炭基型碳。
下面将提供实施例来进一步说明本发明,但是本发明并不因此而受到任何限制。
实施例和对比例中所用原料性质如下:
兰炭,新疆特变一号矿。
草酸,工业级,河南云创化工产品有限公司。
柠檬酸,工业级,成都奇美顺商贸有限公司。
醋酸,工业级,日照鸿运昌化工有限公司。
盐酸,工业级,大漠胡杨化工有限公司。
其余原料未经进一步说明的,均为市售品。
实施例1
本实施例的泛碱抑制剂的组成和配比为:100重量份的草酸,2.5重量份的醋酸和25重量份的柠檬酸。
本实施例的兰炭基型碳的制备步骤为:将兰炭粉碎至50目粉末,将得到的兰炭粉末与所述泛碱抑制剂按100:3.5的重量比送入干粉混料装置混合均匀得到第一混合物,将第一混合物送入双轴搅拌装置与水混合搅拌得到手握不散的原料混合物,所述原料混合物的含水率为10重量%,将该原料混合物送入成型机挤压成型并烘干得到湿兰炭基型碳煤球,将其烘干冷却至其含水率2重量%,得到本实施例的兰炭基型碳。本实施例的兰炭基型碳的pH值为7.2,外表面碱渍消除率为85%。
实施例2
本实施例的泛碱抑制剂的组成和配比为:100重量份的草酸,2.5重量份的醋酸、25重量份的柠檬酸和10重量份的柠檬酸钠。
本实施例的兰炭基型碳的制备步骤为:将兰炭粉碎至50目粉末,将得到的兰炭粉末与所述泛碱抑制剂按100:4的重量比送入干粉混料装置混合均匀得到第一混合物,将第一混合物送入双轴搅拌装置与水混合搅拌得到手握不散的原料混合物,所述原料混合物的含水率为9.8重量%,将该原料混合物送入成型机挤压成型并烘干得到湿兰炭基型碳煤球,将其烘干冷却至其含水率2重量%,得到本实施例的兰炭基型碳。本实施例的兰炭基型碳的pH值为7.5,外表面碱渍消除率为95%。
实施例3
本实施例的泛碱抑制剂的组成和配比为:100重量份的草酸和25重量份的柠檬酸。
本实施例兰炭基型碳的制备步骤与实施例1相同,得到本实施例的兰炭基型碳。本实施例的兰炭基型碳的pH值为7.8,外表面碱渍消除率为72%。
实施例4
本实施例的泛碱抑制剂的组成和配比为:100重量份的草酸、0.5重量份的醋酸和8重量份的柠檬酸
本实施例兰炭基型碳的制备步骤与实施例1相同,得到本实施例的兰炭基型碳。本实施例的兰炭基型碳的pH值为7.9,外表面碱渍消除率为78%。
实施例5
本实施例的泛碱抑制剂的组成和配比为:100重量份的草酸、4.5重量份的醋酸和35重量份的柠檬酸
本实施例兰炭基型碳的制备步骤与实施例1相同,得到本实施例的兰炭基型碳。本实施例的兰炭基型碳的pH值为7.7,外表面碱渍消除率为75%。
实施例6
本实施例的泛碱抑制剂的组成和配比与实施例1相同。
本实施例的兰炭基型碳的制备步骤为:将兰炭粉碎至50目粉末,将得到的兰炭粉末与所述泛碱抑制剂按100:1的重量比送入干粉混料装置混合均匀得到第一混合物,将第一混合物送入双轴搅拌装置与水混合搅拌得到手握不散的原料混合物,所述原料混合物的含水率为6重量%,将该原料混合物送入成型机挤压成型并烘干得到湿兰炭基型碳煤球,将其烘干冷却至其含水率2重量%,得到本实施例的兰炭基型碳。本实施例的兰炭基型碳的pH值为8.3,外表面碱渍消除率为74%。
实施例7
本实施例的泛碱抑制剂的组成和配比与实施例1相同。
本实施例的兰炭基型碳的制备步骤为:将兰炭粉碎至40目粉末,将得到的兰炭粉末与所述泛碱抑制剂按100:1.5的重量比送入干粉混料装置混合均匀得到第一混合物,将第一混合物送入双轴搅拌装置与水混合搅拌得到手握不散的原料混合物,所述原料混合物的含水率为8重量%,将该原料混合物送入成型机挤压成型并烘干得到湿兰炭基型碳煤球,将其烘干冷却至其含水率2重量%,得到本实施例的兰炭基型碳。本实施例的兰炭基型碳的pH值为7.9,外表面碱渍消除率为75%。
实施例8
本实施例的泛碱抑制剂的组成和配比与实施例1相同。
本实施例的兰炭基型碳的制备步骤为:将兰炭粉碎至30目粉末,将得到的兰炭粉末与所述泛碱抑制剂按100:4.5的重量比送入干粉混料装置混合均匀得到第一混合物,将第一混合物送入双轴搅拌装置与水混合搅拌得到手握不散的原料混合物,所述原料混合物的含水率为12重量%,将该原料混合物送入成型机挤压成型并烘干得到湿兰炭基型碳煤球,将其烘干冷却至其含水率2重量%,得到本实施例的兰炭基型碳。本实施例的兰炭基型碳的pH值为6.7,外表面碱渍消除率为83%。
对比例1
本对比例的泛碱抑制剂为0.5mol/L的盐酸。
本对比例兰炭基型碳的制备步骤与实施例1相同,得到本对比例的兰炭基型碳。本对比例的兰炭基型碳的pH值为8.7,外表面碱渍消除率为58%。
对比例2
本对比例的泛碱抑制剂为草酸。
本对比例兰炭基型碳的制备步骤与实施例1相同,得到本对比例的兰炭基型碳。本实施例的兰炭基型碳的pH值为8.3,外表面碱渍消除率为70%。
对比例3
本对比例的泛碱抑制剂的组成和配比为:100重量份的草酸和25重量份的0.5mol/L的盐酸。
本对比例兰炭基型碳的制备步骤与实施例1相同,得到本对比例的兰炭基型碳。本实施例的兰炭基型碳的pH值为7.9,外表面碱渍消除率为68%。
对比例4
本对比例的泛碱抑制剂的组成和配比为:100重量份的草酸、10重量份的醋酸和60重量份的柠檬酸。
本对比例兰炭基型碳的制备步骤与实施例1相同,得到本对比例的兰炭基型碳。本实施例的兰炭基型碳的pH值为8.5,外表面碱渍消除率为64%。
以上详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (11)
1.一种泛碱抑制剂,其特征在于,该泛碱抑制剂包括草酸、柠檬酸和可选的醋酸;相对于100重量份的所述草酸,所述柠檬酸的含量为1-50重量份,所述醋酸的含量为0-5重量份;
其中,所述泛碱抑制剂还包括添加剂;所述添加剂选自柠檬酸钠、草酸钠和醋酸钠的至少一种;相对于100重量份的所述草酸,所述添加剂的含量为1-20重量份。
2.根据权利要求1所述的泛碱抑制剂,其中,相对于100重量份的所述草酸,所述柠檬酸的含量为10-30重量份,所述醋酸的含量为1-4重量份。
3.根据权利要求1所述的泛碱抑制剂,其中,所述添加剂为柠檬酸钠。
4.一种兰炭基型碳,其特征在于,该兰炭基型碳含有兰炭和权利要求1-3中任意一项所述的泛碱抑制剂。
5.根据权利要求4所述的兰炭基型碳,其中,以重量计并以所述兰炭基型碳中所述兰炭的重量为基准,所述泛碱抑制剂的含量为2-5重量%。
6.根据权利要求4所述的兰炭基型碳,其中,所述兰炭基型碳的pH值为6-8。
7.一种制备兰炭基型碳的方法,其特征在于,该方法包括:将兰炭原料与权利要求1-3中任意一项所述的泛碱抑制剂混合,得到兰炭基型碳。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,该方法还包括:将所述兰炭原料先进行破碎为30-50目的兰炭粉末,再将所述兰炭粉末与所述泛碱抑制剂混合。
9.根据权利要求7所述的方法,其中,所述兰炭原料与所述泛碱抑制剂的重量比为100:(2-5)。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,所述兰炭原料与所述泛碱抑制剂的重量比为100:(3-4)。
11.根据权利要求8所述的方法,其中,所述混合的条件包括:将所述兰炭粉末、所述泛碱抑制剂和水混合得到原料混合物,将所述原料混合物进行成型处理得到兰炭基型碳;所述原料混合物的含水率为12重量%以下;并且/或者,
所述成型处理包括将所述原料混合物在成型机中挤压成型后干燥。
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