[发明专利]一种无粘结剂煤基压块活性炭的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于煤基活性炭制备领域，特别涉及一种无粘结剂煤基压块活性炭的制备方法。

背景技术

由于活性炭具有高度发达的孔隙结构和极大的比表面积，其应用范围从用于食品和医药的脱色与除味、防毒面具，发展到大规模用于溶剂精制与回收、水深度处理、烟气净化、血液净化等，对活性炭的吸附性和强度等性质能提出了新的、更高的要求。

另外，在活性炭生产中，以煤为原料制备煤基活性炭的方法已被广泛应用，为了使得到的活性炭在使用时具有较高强度，通常需要在煤进行炭化活化前进行成型处理，因此，煤炭高强度成型也是制备高强度活性炭的基础。

虽然煤粉成型技术已经广泛的用于原煤的深加工领域，而大多数煤粉成型技术仍需要添加煤沥青等各种粘结剂，不仅增加成本，而且制成的型煤需要进行晾晒或加热烘烤，降低生产效率；此外由于常用的煤沥青、煤焦油等粘结剂在加热后会融化和挥发，使得最终产品的强度也不高，而且在活性炭生产中，煤沥青等的残留物还会堵塞活性炭的孔隙，不利于提高活性炭的品质，因此也限制了无粘结性煤在煤基活性炭制备中的应用。

目前，无粘结剂的煤基活性炭制备研究也越来越成为人们研究的热点。CN101402454A公开了一种成型活性炭的制备方法，其中煤粉在进行炭化活化处理前进行压制成型，然而为了不外加粘结剂，其煤粉原料中不得不加入大量的弱粘结性煤和粘结性较强的肥煤，而由于大量粘结性煤的加入，需要在炭化过程中缓慢地增温以防止颗粒在炭化过程中发泡，并且需要很长的活化时间以使得到的活性炭具有足够大的表面积。

CN1033262A公开了一种制备活性炭的方法，包括将无粘结性煤粉碎至10μm以下然后进行压制成型。该专利指出原煤粉碎后的粒径越小，越有利于增加微粒之间单位重量的接触点的数目，以增加颗粒中亚微粒之间的粘合力。然而，煤粉粉碎粒径越小，其团聚可能性越大，考虑到后续压制成型需要水分，因此水分控制难度大，并且粉碎难度也大，对设备要求高，难以推广利用。同时，研究发现，煤粉粒径太细，容易导致压块成型后其内部孔隙过细，在制备活性炭时影响后续炭化挥发份的逸出以及活化用气体向内部孔隙的扩散。

为此，有必要提出一种新的无粘结剂煤基压块活性炭的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤基压块活性炭的制备方法，以解决现有技术中不使用粘结剂时，煤基压块活性炭制备中由于难以制备出合适的型煤进而影响活性炭品质的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种煤基压块活性炭的制备方法，所述制备方法包括：

I、将原料煤经过成型过程制成型煤，所述成型过程包括：

a、将原料煤进行粉碎以得到煤粉的步骤，所述煤粉的平均粒径不小于20μm，其中，粒径不大于80μm的煤粉含量不小于90wt％；粒径为40μm～80μm的煤粉含量不小于10wt％；

b、将步骤a得到的煤粉送入压块成型设备的给料仓内，并对所述给料仓内的物料进行脱气处理的步骤；

c、使所述给料仓内物料的温度为50℃～100℃、水分含量为2wt％～8wt％的调节步骤；和

d、将所述给料仓内的物料送入成型设备进行成型，以得到型煤的步骤；

II、将步骤I得到的型煤破碎造粒，然后进行炭化处理和活化处理，以制得活性炭。

在本发明的制备方法中，所述原料煤的适应性广泛，可以是无粘结性煤、弱粘结性煤、中等偏弱粘结性煤、中等偏强粘结性煤或强粘结性煤中的一种或多种的混合物。所述无粘结性煤、弱粘结性煤、中等偏弱粘结性煤、中等偏强粘结性煤或强粘结性煤为本领域所熟知，即，按粘结指数G分类，0～5为无粘结性煤，5～20为弱粘结性煤，20～50为中等偏弱粘结性煤，50～65为中等偏强粘结性煤，大于65为强粘结性煤。

本领域技术人员理解，原料煤的粘结指数越高，越有利于成型制备强度较高的型煤，而原料煤的粘结指数越低，则成型制备强度较高的型煤的难度越大。本发明的成型过程通过对原料煤的多方面进行调整，使得不论是粘结指数较高的原料煤还是粘结指数较低的原料煤均可以成功制备出高强度型煤，因此特别适用于以无粘结性煤或以无粘结性煤为主的原料煤的成型，例如，所述原料煤全部为无粘结性煤，或者所述原料煤中无粘结性煤的含量大于50wt％，比如为60wt％、70wt％、80wt％或90wt％，其余部分可以是弱粘结性煤等。在本发明中，优选地，所述原料煤为无粘结性煤；进一步优选的，所述无粘结性煤的粘结指数为≤2，例如为0、1或2。