CN112429730A - 一种利用活性焦磨损废焦制备的活性焦及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利用活性焦磨损废焦制备的活性焦及其制备方法，该制备方法将活性焦磨损废焦与沥青、特定的添加剂进行混合，通过磨粉、捏合、造粒、炭化、活化等过程制得活性焦产品，同时在制备过程中通过对添加剂的选择，强化活性焦的脱硝性能，以及对活化时间的控制，使得制得的活性焦的硫容吸附值能够满足实际脱硫脱硝工艺现场的指标要求。该发明工艺流程简单，且实现了活性焦磨损废焦的二次利用，有效降低了活性焦脱硫脱硝成本，减少了环境污染。

Description

一种利用活性焦磨损废焦制备的活性焦及其制备方法
技术领域
本发明属于活性焦磨损废焦的二次利用技术领域，具体涉及一种利用活性焦磨损废焦制备的活性焦及其制备方法。
背景技术
为落实2018年政府工作报告中提出的“推动钢铁等行业超低排放改造”等任务要求，打赢蓝天保卫战，2018年5月7日，生态环境部办公厅发布《关于征求<钢铁企业超低排放改造工作方案(征求意见稿)>意见的函》，明确要求烧结球团焙烧设备的颗粒物、SO2、NOx小时均值排放均值分别不高于10、35和50mg/m3(上述限值仅为旧标准GB28662-2012的25％、19％和17％，为GB28662-2012修改单征求意见稿的50％、70％和50％)，力争2020年底前、2022年底前和2025年底前分别完成钢铁产能改造4.8亿吨、5.8亿吨和9亿吨左右。目前，在化解过剩产能，提高行业集中度和产品品质的同时，提高产品绿色程度，降低单位产品污染物排放依然是我国钢铁行业必须面对的问题。
活性焦烟气脱硫脱硝技术是一种具备宽谱净化功能的烟气净化技术，特别对于低温烟气的脱硫脱硝优势更为明显，在污染脱除过程中基本不使用水，因而无“废水、废渣、废气”等二次污染排放，且脱硫后的副产品可变废为宝。
在活性焦脱硫脱硝技术中，活性焦质量与活性焦消耗紧密关联，活性焦消耗占活性焦烟气脱硫脱硝工艺技术总成本的50～70％以上，如能够重新回用活性焦磨损废焦对于活性焦脱硫脱硝的成本降低具有非常重要的意义。
中国专利CN109433156A中公开了一种柱状活性焦及其制备方法和用途，其中涉及磨蚀活性焦的重新利用方法，但是此专利制备得到的活性焦的性能与实际要求相差较大，此专利技术制备得到的活性焦的硫容为50～60mg/g(采用GB/T30202.4测试标准)，而在实际生产过程中一般要求活性焦硫容为16～25mg/g，硫容吸附值太高会造成活性焦脱硫脱硝塔吸附SO2时会释放出大量的热能，造成活性焦吸附塔超温而发生活性焦燃烧现象，危害运行安全；同时此专利制备的活性焦脱硝率仅为10～20％，而根据经验按照GB/T30202.5-2013测试标准活性焦脱硫脱硝率应该超过40％实际运行过程中比较理想，若按照Q/SDNZ.H.TL.J1-2013标准，脱硝率应该超过50％实际运行过程使用才比较理想。另外，该专利中采用活性焦炭化活化一体化装置进行炭化活化，在实际运行过程中该装置运行存在诸多问题，实际活性焦制备过程中均不采用。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用活性焦磨损废焦制备活性焦的方法，制得的活性焦能够满足实际脱硫脱硝工艺现场的各项指标要求，同时符合现行活性焦制备工艺流程，能够实现新焦与碎焦同时制备。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用活性焦磨损废焦制备活性焦的方法，包括如下步骤：
1)将活性焦磨损废焦、沥青、添加剂混合，得混合料；其中，添加剂为酚醛树脂、斑脱土、淀粉中任意两种或三种的混合物；
2)将上述混合料研磨，形成混合粉料；
3)将上述混合粉料在捏合机中加入焦油、水进行捏合，形成捏合料；
4)将上述捏合料送入造粒机中进行造粒，形成造粒料；
5)将上述造粒料干燥后，送入炭化装置内炭化，再将炭化后的物料置于活化装置中活化；其中，炭化温度为500～700℃，炭化时间为20～90min，活化温度为800～1000℃，活化时间为20～60min；
6)将活化后的出料置于冷却机中冷却，得到活性焦产品。
进一步的，所述步骤1)中活性焦磨损废焦、沥青、添加剂的质量比为(70～95％)：(5～20％)：(0～10％)，且添加剂的含量不为0。
进一步的，所述步骤2)中混合粉料的粒度为200目以上。
进一步的，所述步骤3)中焦油的加入量占混合粉料质量的10～25％，水的加入量占混合粉料质量的2～20％。
进一步的，所述捏合时间为5～15min。
进一步的，所述步骤4)中造粒压力为1～5MPa，形成的造粒料粒径为8～12mm。
进一步的，所述步骤5)中造粒料的干燥采用自然风干，且造粒料干燥至水分含量5～12％。
进一步的，所述步骤5)中炭化装置和活化装置均为回转式回转窑，且活化装置中活化气体采用水蒸气活化。
另外，本发明还提供了采用上述方法制备得到的活性焦产品。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)本发明提供的这种利用活性焦磨损废焦制备活性焦的方法以活性焦磨损废焦为原料，实现了活性焦磨损废焦的二次利用，有效降低了活性焦脱硫脱硝成本，减少了环境污染；同时通过对添加剂的选择，强化活性焦的脱硝性能，以及对活化时间的控制，使得制得的活性焦的硫容吸附值能够满足实际脱硫脱硝工艺现场的指标要求。
(2)本发明提供的这种利用活性焦磨损废焦制备活性焦的方法制得的活性焦耐磨强度高达97.5％，耐压强度能达到50daN，着火点高达435℃，脱硝率可高达76.5％，且硫容不超过23.5mg/g，符合实际脱硫脱硝生产中的指标要求。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种利用活性焦磨损废焦制备活性焦的方法，包括如下步骤：
(1)配料：将活性焦磨损废焦、沥青、添加剂混合，得混合料；其中，添加剂为酚醛树脂、斑脱土、淀粉中任意两种或三种的混合物；活性焦磨损废焦、沥青、添加剂的质量比为(70～95％)：(5～20％)：(0～10％)，且添加剂的含量不可以为0；优选的，活性焦磨损废焦、沥青、添加剂的质量比为85％：8％：7％，或活性焦磨损废焦、沥青、添加剂的质量比为80％：15％：5％，或活性焦磨损废焦、沥青、添加剂的质量比为85％：10％：5％。
(2)磨粉：将上述混合料研磨，形成混合粉料。具体的，研磨过程采用磨煤机，如雷蒙磨等，研磨所得的混合粉料的粒度为200目以上。
(3)捏合：将上述混合粉料在捏合机中加入焦油、水进行捏合，形成捏合料。其中，焦油的加入量占混合粉料质量的10～25％，水的加入量占混合粉料质量的2～20％；优选的，焦油的加入量占混合粉料质量的22％，水的加入量占混合粉料质量的15％；捏合时间控制在5～15min。
(4)造粒：将上述捏合料送入造粒机中进行造粒，造粒压力为1～5MPa，形成造粒料，造粒料的粒径为8～12mm。
(5)炭化活化：将上述造粒料干燥后，送入炭化装置内炭化，再将炭化后的物料置于活化装置中活化；其中，炭化温度为500～700℃，炭化时间为20～90min，活化温度为800～1000℃，活化时间为20～60min。
具体的，上述炭化装置和活化装置均可采用回转式回转窑，且活化装置中活化气体采用水蒸气活化。
优化的，造粒料的干燥采用自然风干，且将造粒料干燥至水分含量5～12％。
(6)将活化后的出料置于冷却机中冷却，得到活性焦产品。
需要说明的是，本发明中的数值范围不仅包括上述列举的点值，还包括没有列举的上述数值范围之间的任意点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举数值范围包括的具体点值。
下面通过具体实施例说明本发明利用活性焦磨损废焦制备的活性焦的性能。
实施例1：
本实施例提供了一种利用活性焦磨损废焦制备活性焦的方法，包括如下过程：
(1)将活性焦磨损废焦、沥青、添加剂按照质量比80％：15％：5％进行混合，添加剂采用酚醛树脂和淀粉。
(2)将活性焦磨损废焦、沥青、添加剂的混合料采用磨煤机磨成200目以上的细粉。
(3)磨粉后混合粉料在捏合机中加入焦油、水进行捏合，焦油加入量占混合粉料质量百分比的15％，水的加入量为15％，捏合时间控制在5～15min。
(4)捏合后的物料在造粒机中造粒，造粒机采用的压力为2.5MPa，造粒料粒径为9mm。
(5)将造粒料经自然晾干后，造粒料分为10％时依次送入炭化装置和活化装置，炭化最高温度为700℃，炭化时间为1h，活化最高温度为900℃，活化时间为45min。
(6)将活化后的出料置于冷却机中冷却，得到活性焦产品。
实施例2：
本实施例提供了一种利用活性焦磨损废焦制备活性焦的方法，包括如下过程：
(1)将活性焦磨损废焦、沥青、添加剂按照质量比85％：10％：5％进行混合，添加剂采用酚醛树脂和斑脱土。
(2)将活性焦磨损废焦、沥青、添加剂的混合料采用磨煤机磨成200目以上的细粉。
(3)磨粉后混合粉料在捏合机中加入焦油、水进行捏合，焦油加入量占混合粉料质量百分比的22％，水的加入量为15％，捏合时间控制在5～15min。
(4)捏合后的物料在造粒机中造粒，造粒机采用的压力为2.5MPa，造粒料粒径为9mm。
(5)将造粒料经自然晾干后，造粒料分为10％时依次送入炭化装置和活化装置，炭化最高温度为700℃，炭化时间为1h，活化最高温度为900℃，活化时间为45min。
(6)将活化后的出料置于冷却机中冷却，得到活性焦产品。
实施例3：
本实施例提供了一种利用活性焦磨损废焦制备活性焦的方法，包括如下过程：
(1)将活性焦磨损废焦、沥青、添加剂按照质量比85％：8％：7％进行混合，添加剂采用酚醛树脂和斑脱土。
(2)将活性焦磨损废焦、沥青、添加剂的混合料采用磨煤机磨成200目以上的细粉。
(3)磨粉后混合粉料在捏合机中加入焦油、水进行捏合，焦油加入量占混合粉料质量百分比的22％，水的加入量为15％，捏合时间控制在5～15min。
(4)捏合后的物料在造粒机中造粒，造粒机采用的压力为2.5MPa，造粒料粒径为9mm。
(5)将造粒料经自然晾干后，造粒料分为10％时依次送入炭化装置和活化装置，炭化最高温度为700℃，炭化时间为1h，活化最高温度为900℃，活化时间为45min。
(6)将活化后的出料置于冷却机中冷却，得到活性焦产品.
对比例：
本对比例制备活性焦的过程与上述实施例3的过程基本相同，不同之处在于活化时间为70min。
对上述实施例1-3及对比例制得的活性焦性能进行测试，测试结果如表1所示，其中，耐磨强度、耐压强度、着火点、硫容采用GB/T30202-2013测试标准，脱硝率采用Q/SDNZ.H.TL.J1-2013测试标准进行检测。
表1：
Figure BDA0002765352600000071
综上所述，本发明提供的这种利用活性焦磨损废焦制备活性焦的方法以活性焦磨损废焦为原料，实现了活性焦磨损废焦的二次利用，有效降低了活性焦脱硫脱硝成本，减少了环境污染；同时通过对添加剂的选择，强化活性焦的脱硝性能，以及对活化时间的控制，使得制得的活性焦的硫容吸附值能够满足实际脱硫脱硝工艺现场的指标要求。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种利用活性焦磨损废焦制备活性焦的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将活性焦磨损废焦、沥青、添加剂混合，得混合料；其中，添加剂为酚醛树脂、斑脱土、淀粉中任意两种或三种的混合物；
2)将上述混合料研磨，形成混合粉料；
3)将上述混合粉料在捏合机中加入焦油、水进行捏合，形成捏合料；
4)将上述捏合料送入造粒机中进行造粒，形成造粒料；
5)将上述造粒料干燥后，送入炭化装置内炭化，再将炭化后的物料置于活化装置中活化；其中，炭化温度为500～700℃，炭化时间为20～90min，活化温度为800～1000℃，活化时间为20～60min；
6)将活化后的出料置于冷却机中冷却，得到活性焦产品。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中活性焦磨损废焦、沥青、添加剂的质量比为(70～95％)：(5～20％)：(0～10％)，且添加剂的含量不为0。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中混合粉料的粒度为200目以上。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中焦油的加入量占混合粉料质量的10～25％，水的加入量占混合粉料质量的2～20％。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述捏合时间为5～15min。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4)中造粒压力为1～5MPa，形成的造粒料粒径为8～12mm。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5)中造粒料的干燥采用自然风干，且造粒料干燥至水分含量5～12％。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5)中炭化装置和活化装置均为回转式回转窑，且活化装置中活化气体采用水蒸气活化。
9.一种如权利要求1～8任一项所述的方法制备得到的活性焦产品。
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