[发明专利]一种用于水处理的活性焦的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种活性焦制备方法，具体地说是一种通过褐煤制备用于水处理的活性焦的制备方法。

背景技术

水是人类赖以生存的重要资源，随着工业的发展，水资源日益缺乏，水污染日益严重，因此对污废水的处理和回用显得尤为重要。利用活性炭的吸附作用对废水进行处理是一种常用的污水处理方式，虽然活性炭具有很好的吸附性能，但是其每吨高达六千到一万元的价格限制了其在水处理工程中的大规模应用，开发质优价廉的吸附材料产品迫在眉睫。

活性焦是一种多孔含碳物质，是一种类似活性炭的吸附剂。由于活性焦可以通过煤原料制备，其价格低廉，目前在烟气脱硫领域使用价格低廉的煤质活性焦代替普通活性炭已经得到广泛的应用。中国专利文献CN101538038A中公开了一种活性焦及其制备方法，首先将煤原料颗粒进行捏合、成型，所述煤原料颗粒由6-8质量份的褐煤和2-4质量份的无烟煤组成；然后将其得到的产物进行炭化处理，得到炭化处理产物；最后采用水蒸气活化处理法将所述炭化处理产物进行活化处理，得到活性焦。同时，该文献中公开了根据上述制备方法制备的活性焦及其在烟气脱硫中的应用。但是该技术方案中，炭化处理的终温度为600℃-700℃，时间为30-60分钟，炭化处理的效果直接影响最终产品的孔隙结构、吸附性能和机械强度，该技术方案中的炭化方式为一次性炭化，导致了煤原料中的挥发性物质的挥发不够充分，生成的活性焦的孔隙主要集中在微孔。由于水处理用的活性焦需要孔隙较宽，主要是中孔领域，故该方法制备的活性焦不适用于水处理。另外，该技术方案中生产的烟气脱硫的活性焦，由褐煤和无烟煤组合为原料，无烟煤的孔隙较小，也导致了制备的活性焦中孔相对较少，不适合用于水处理。并且，该技术方案中原料包含褐煤和无烟煤，褐煤的价格低廉，而无烟煤相对于褐煤来说价格要高出许多，将无烟煤作为原料之一使得煤原料的成本增加。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术方案中生产的活性焦采用一次性炭化方式，使得煤原料中的物质挥发不充分不能形成中大孔隙，不适合用于水处理的技术问题，从而提出一种采用分阶段炭化方式从而形成具有中大孔隙的用于水处理的活性焦制备方法。

本发明所要解决的另一技术问题是现有技术中的活性焦制备方法使用了褐煤和无烟煤混合的煤原料，由于无烟煤价格较高、且孔隙较小，因而不仅提高了原料的成本价格，而且降低了生产出来的活性焦的水处理性能的技术问题，从而提出一种只以褐煤为原料、降低了生产成本、具有很好的水处理性能的用于水处理的活性焦制备方法。

为解决上述技术问题，本发明的用于水处理的活性焦的制备方法，其生产过程包括以下步骤：

①将煤原料破碎至合适的粒径；

②对破碎后的煤原料进行干燥脱水；

③将干燥脱水后的产物进行分阶段炭化处理，第一阶段的炭化温度为400℃-450℃，停留时间为60-120分钟，第二阶段的温度为600℃-650℃，停留时间为60-120分钟，得到炭化产物；

④对所述炭化产物通过活化剂进行活化处理，然后降温，得到活性焦。

在所述步骤①中，所述煤原料为褐煤。

在所述步骤①中，所述褐煤破碎后粒径为4-8目。

在所述步骤②中，干燥脱水温度为90-110℃，停留时间为60-120分钟。

所述活化剂为水蒸气、二氧化碳、烟道气和氨气。

在所述步骤④中，活化处理的温度为750-850℃，停留时间为60-120分钟。

在所述步骤②中，从室温上升到干燥脱水温度时的上升速度为4-12℃/min。

在所述步骤③中，从所述干燥脱水温度上升到第一阶段的炭化温度时的上升速度为4-12℃/min。

一种用于水处理的活性焦，由上述的活性焦的制备方法制备而成。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点，

(1)本发明所述的用于水处理的活性焦的制备方法，包括破碎、干燥脱水、炭化、活化等步骤，在炭化处理中，分两个阶段进行炭化，第一阶段的炭化温度为400℃-450℃，停留时间为60-120分钟；第二阶段的炭化温度为600℃-650℃，停留时间为60-120分钟。通过分阶段的炭化方式，可以去除不同的挥发分，挥发分是指煤原料中所含的易于挥发的物质的组分，由于挥发的物质具有不同的挥发温度，采用分阶段炭化的方式可以充分释放煤原料的中的挥发分，提高炭化效率，有效保证后续活化生成更多的中孔，这样，就使得制备的活性焦具有良好的吸附性能，更适合于水处理的需要。