CN114180572A - 烟气脱硫脱硝用高强度活性焦的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度活性焦的制备方法。该包括如下步骤：先将原料煤和煤沥青进行磨粉，再将所述煤粉按一定的粒度配比，加入添加剂和水进行搅拌成型；成型后的物料通过干燥、炭化和活化后即得所述活性焦成品。本发明提供的高强度活性焦产品具有如下优点：(1)本发明的方法可用于无烟煤或烟煤为主的原料，原料来源广泛。(2)通过控制煤粉粒度级配方法、原料配方，以及炭活化条件可制备出性能优异的产品。(3)高强度活性焦产品的耐压强度可达90daN，远远高于国家标准和市售的活性焦产品。

Description

烟气脱硫脱硝用高强度活性焦的制备方法
技术领域
本发明属于活性炭生产技术领域，具体涉及一种烟气脱硫脱硝用高强度活性焦的制备方法。
背景技术
活性焦烟气净化技术自2005年推广以来，完成了从单一的脱硫向多污染物联合脱除的技术和装备升级，取得了较大的技术进步和发展。该技术具有一材多用、一体化工业装置设计、无二次污染和可满足超低排放等优点，目前全国建设活性焦干法烟气净化装置近百套，活性焦材料的年消费量也达到35万吨以上，相比于2015年增长600％，广泛分布在有色冶炼、燃煤锅炉、钢铁、焦化等多个国民经济主导产业领域。
目前国内制备活性焦通常采用的工序是：1、磨粉，将原料煤经磨粉机进行磨粉；2、压条成型，将煤粉、煤焦油(或黏结剂)和少量水搅拌、混合、压条成型；3、炭化，将成型料炭化；4、活化，将炭化料加入斯列普炉进行活化；5、包装，采用包装机对成品进行包装。
活性焦的制备方法和工艺对活性焦的工业应用性能指标影响较大，检测方法一般按照GB/T 30202-2013执行。由于活性焦脱硫脱硝技术采用移动床结构，活性焦在移动过程中会造成磨碎破碎，而破碎量会影响装置的稳定运行，必须通过筛分机筛除，并适当补充新鲜活性焦。如果活性焦的机械强度足够高，移动过程中活性焦的破碎料越少，补充的新鲜活性焦量越少，运行成本越低。国标规定的活性焦强度为37daN以上。
本发明制备的活性焦在耐压强度上具有特色，最高可达90daN以上，耐磨最高可达99％，通过查阅一种用于烟气净化高性能活性焦的制备方法(中国，申请号：CN202110614975.3)专利，该专利制备的活性焦耐压强度50～52daN之间，耐磨强度97.3～98.1之间，本发明耐压强度远远高于该文献专利的结果，耐磨强度也大于该文献专利的结果。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备高强度活性焦的方法。
本发明所提供的高强度活性焦的方法，包括如下步骤：
先将原料煤和煤沥青进行磨粉，将得到的混合粉(煤粉+煤沥青粉)按一定的粒度配比，加入少量添加剂和水进行搅拌成型；成型后的物料通过干燥、炭化和活化后即可得到高耐压强度的活性焦成品。
所述原料煤为无烟煤和/或烟煤、焦煤、兰炭，配置质量比为(5-6)：(1-3)：(1-3)，具体可为5:3:2，5:2:3或6:2:2等。
所述煤沥青加入量可为原料煤质量的2％～20％，具体可为:2％、10％、15％和20％；
所述煤粉粒度为200目和325目，两者的质量比为(5～9)：(5～1)，具体可为5:5，6:4或9:1。
所述添加剂为尿素、淀粉、碳酸氢铵、氨水等物质中的1～3种，添加剂具体可为尿素、尿素+淀粉(两者质量比可为1:9或3:7)或尿素+淀粉+碳酸氢铵(三者质量比可为2:7:1或1:8:1：)；所述添加剂的添加量为煤粉量的2％-10％，具体可为2％，5％和10％；
所述水的加入量为煤粉质量的15％～25％，具体可为15％、20％和25％；
所述干燥温度为80～120℃，具体可为80℃、100℃和120℃，干燥时长0.5～2h，具体可为0.5、1h和2h；
所述炭化的终温为550～700℃，具体可为550℃、600℃、650℃和700℃，升温速率为5～8℃/min，具体可为5℃/min、6℃/min和8℃/min；
所述活化温度为850～950℃，具体可为850℃、900℃和950℃活化时间为30～50min，具体可为30min，40min和50min。
利用上述方法制备得到的高强度的活性焦产品也属于本发明的保护范围。
上述方法制备的活性焦耐压强度达90daN以上。
本发明提供的高强度活性焦产品具有如下优点：
(1)本发明的方法可用于无烟煤或烟煤为主的原料，原料来源广泛。
(2)通过控制煤粉粒度级配方法、原料配方，以及炭活化条件可制备出性能优异的产品。
(3)高强度活性焦产品的耐压强度可达90daN，远远高于国家标准和市售的活性焦产品。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。
活性焦耐压强度和耐磨强度依据GB/T 33202.3-2013进行检测，由于本方法的活性焦耐压强度较高，如依据原标准不足以体现本方法制备的活性焦的耐压强度好，对标准中的耐压强度计数方法进行了调整，将原标准规定大于50daN的数值以50daN计，改为大于50daN的数值以实际数值计。
实施例1、高强度活性焦的制备
(1)先将无烟煤、焦煤、兰炭以5:3:2的质量配比混合，然后加入原煤质量的10％煤沥青后进行磨粉，分别制成200目和325目两种不同粒度，然后将200目和325目煤粉按9:1质量配比混合，混合过程中加入占煤粉质量2％的尿素+淀粉组成的添加剂，其中尿素与淀粉质量比例为3:7，加入煤粉量25％的水，所有原料充分混合后利用四柱液压机对物料进行Φ9mm柱状成型；
(2)将成型的物料在100℃温度下干燥1h；
(3)将干燥后的物料进行炭化，将物料的炭化终温设定为700℃，物料升温速率控制在5℃/min；
(4)将炭化料进行活化，活化温度设定为850℃，活化时间为50min。
本实施实例制备的活性焦耐压强度为91daN，耐磨强度98.3％。
实施例2、高强度活性焦的制备
(1)先将烟煤、焦煤、兰炭以6:2:2的质量配比混合，然后加入原煤量的15％煤沥青后进行磨粉，分别制成200目和325目两种不同粒度，然后将200目和325目煤粉按5:5质量配比混合，混合过程中加入占煤粉量5％的尿素+淀粉组成的添加剂，其中尿素与淀粉质量比例为1:9，加入煤粉量20％的水，所有原料充分混合后利用四柱液压机对物料进行Φ9mm柱状成型；
(2)将成型的物料在120℃温度下干燥0.5h；
(3)将干燥后的物料进行炭化，将物料的炭化终温设定为700℃，物料升温速率控制在8℃/min；
(4)将炭化料进行活化，活化温度设定为900℃，活化时间为40min。
本实施实例制备的活性焦耐压强度为93daN，耐磨强度98.9％。
实施例3、高强度活性焦的制备
(1)先将无烟煤、焦煤、兰炭以5:2:3的质量配比混合，然后加入原煤量的20％煤沥青后进行磨粉，分别制成200目和325目两种不同粒度，然后将200目和325目煤粉按6:4质量配比混合，混合过程中加入占煤粉量10％的尿素+淀粉+碳酸氢铵组成的添加剂，其中尿素、淀粉与碳酸氢铵的质量比例为1:8:1，加入煤粉量15％的水，所有原料充分混合后利用四柱液压机对物料进行Φ9mm柱状成型；
(2)将成型的物料在100℃温度下干燥1h；
(3)将干燥后的物料进行炭化，将物料的炭化终温设定为650℃，物料升温速率控制在6℃/min；
(4)将炭化料进行活化，活化温度设定为950℃，活化时间为30min。
本实施实例制备的活性焦耐压强度为95daN，耐磨强度99.1％。
对比例1、活性焦的制备
(1)先将无烟煤、焦煤、兰炭以6:2:2的质量配比混合，然后制成200目的煤粉，加入占煤粉量3％的尿素+淀粉+碳酸氢铵组成的添加剂进行混合，其中尿素、淀粉与碳酸氢铵的质量比例为1:8:1，加入煤粉量20％的水，所有原料充分混合后利用四柱液压机对物料进行Φ9mm柱状成型；
(2)将成型的物料在100℃温度下干燥1h；
(3)将干燥后的物料进行炭化，将物料的炭化终温设定为650℃，物料升温速率控制在6℃/min；
(4)将炭化料进行活化，活化温度设定为900℃，活化时间为30min。
本对比例制备的活性焦耐压强度为65daN，耐磨强度95.1％。
对比例2、活性焦的制备
(1)先将无烟煤、焦煤、兰炭以2:2:6的质量配比混合，然后制成200目的煤粉，加入占煤粉量3％的尿素+淀粉+碳酸氢铵组成的添加剂进行混合，其中尿素、淀粉与碳酸氢铵的质量比例为1:8:1，加入煤粉量20％的水，所有原料充分混合后利用四柱液压机对物料进行Φ9mm柱状成型；
(2)将成型的物料在100℃温度下干燥1h；
(3)将干燥后的物料进行炭化，将物料的炭化终温设定为650℃，物料升温速率控制在6℃/min；
(4)将炭化料进行活化，活化温度设定为900℃，活化时间为30min。
本对比例制备的活性焦耐压强度为60daN，耐磨强度94.1％。

Claims (10)

1.一种高强度活性焦的制备方法，包括如下步骤：
先将原料煤与煤沥青进行磨粉，再将得到的混合粉按一定的粒度配比，并向其中加入添加剂和水进行搅拌成型；成型后的物料通过干燥、炭化和活化后即得所述活性焦成品。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述原料煤由无烟煤和/或烟煤、焦煤和兰炭组成，质量比为(5-6)：(1-3)：(1-3)。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述煤沥青与所述原料煤直接磨粉，磨粉至325～200目，所述煤沥青的加入量为所述原料煤质量的2％～20％。
4.根据权利要求1-3所述的制备方法，其特征在于：所述混合粉的粒度为200目和325目，两者的质量比为(5～9)：(5～1)。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述添加剂为尿素、淀粉、碳酸氢铵、氨水中的1～3种；所述添加剂的用量为煤粉质量的2％-10％。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述添加剂为由尿素和淀粉组成，两者的质量比为1:9或3:7；
所述添加剂为由尿素、淀粉和碳酸氢铵组成，三者质量比为2:7:1或1:8:1。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法，其特征在于：
所述干燥温度为80～120℃，干燥时长0.5～2h。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述炭化终温为550～700℃，升温速率为5～8℃/min。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述活化温度为850～950℃，活化时间为30～50min。
10.权利要求1-9中任一项所述方法制备得到的活性焦。
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