专利名称：焦油渣制造颗粒状活性炭和轻质煤焦油的方法
技术领域：
本发明涉及废弃焦油渣的处理技术领域，特别是以焦油渣作为原料经过炭化、活化制造高比表面积活性炭和轻质煤焦油的方法。
背景技术：
焦油渣是炼焦过程中产生的副产物，是由焦油、水、焦粉、煤粉、炭黑等组成的粘稠固体状废渣，是焦化工业最大的固体污染源。焦油渣的产率为焦炭0.3％左右，我国焦炭产量已经达到1.8亿吨，年产焦油渣达到54万吨左右。如不能有效处理，既增加污染程度又浪费资源。
一般焦油渣都作为废弃物排掉。有资料报道，焦油渣作为炼焦配煤原料、型煤粘结剂和调配燃料油使用，但在工业生产的实际应用中很少见。由于焦油渣粘稠并含有焦油、水、焦粉、煤粉、炭黑等，输送和使用都比较困难，更多是作为农村的民用燃料使用。
传统的活性炭生产方法是采用木炭、果壳、无烟煤和石油焦等作为原料，经过高温活化制造出多孔、不同孔结构的炭材料。它们具有耐高温、耐酸碱、导电、传热等一系列优点，广泛应用于气体、液体的精制与分离，以及水处理和空气净化。
专利申请号为02160182.8、名称为《脱硫脱硝活性炭及其生产方法》的中国发明专利公开了一种活性炭的生产方法，其原料是由煤粉、焦油、水按比例混合，经粉碎、粘结、成型造粒、炭化、活化、氧化等工序制成。其主要原料是采用煤资源，是有价值能源的再生产过程，制作成本较高，没有实现炼焦行业废弃物的再利用。
发明内容
本发明的目的是用废弃的焦油渣制造颗粒状活性炭和轻质煤焦油的方法，制造出的活性炭具有超高的比表面积，该方法是对炼焦中产生的废弃物焦油渣的再利用，而且由于焦油渣是由焦油、水、焦粉、煤粉、炭黑等组成的粘稠固体状，可以直接进行炭化，省去了现有技术的煤粉和粘结剂制造煤膏的过程，降低了成本，简化了生产工艺。
焦油渣制造颗粒状活性炭和轻质煤焦油的方法，其特征在于其制造步骤如下1)将焦油渣由料斗加入炭化炉，焦油渣经过400℃-900℃加热炭化后，压力0-10Mpa；由炭化炉底部排入冷却箱，冷却后的焦炭作为制造活性炭的原料；炭化器顶部馏出轻质煤焦油的气体，经过冷凝冷却后，进入分馏塔，分馏塔塔顶的温度控制在165℃，分馏塔塔底的温度控制在365℃，经过分离得到轻油、酚油、萘油、洗油产品；2)将上述焦炭进行破碎分级，可分成100-320目，按级活化；3)将破碎后的焦炭和活性剂混合，活性剂选用浓度为50-60％的氢氧化钾溶液，焦炭与氢氧化钾溶液的重量比为4∶1，在300℃-500℃的条件下脱水；然后加入温度为800℃以上、压力为100Pa的活化炉中，制成活性炭；水洗、干燥，即制出超高比表面积800-3000m2/g的活性炭，焦炭经活化制造比表面积颗粒状活性炭，副产品轻质煤焦油。
本发明的有益效果是利用炼焦过程中产生废弃物作为主要原料，既解决了这些废弃的焦油渣的堆放占地问题，又可以使这些废弃物变为有用的资源进行再利用，大大降低了制造活性炭的成本，简化了制作工艺，节省了传统的制造活性炭的有效资源。
具体实施例方式
实施例1焦油渣制造颗粒状活性炭和轻质煤焦油的方法，其特征在于其制造步骤如下1)将焦油渣由料斗加入炭化炉，焦油渣经过400℃加热炭化后，压力2Mpa；由炭化炉底部排入冷却箱，冷却后的焦炭作为制造活性炭的原料；炭化器顶部馏出轻质煤焦油的气体，经过冷凝冷却后，进入分馏塔，分馏塔塔顶的温度控制在165℃，分馏塔塔底的温度控制在365℃，经过分离得到轻油、酚油、萘油、洗油产品；2)将上述焦炭进行破碎分级，可分成100-320目，按级活化；3)将破碎后的焦炭和活性剂混合，活性剂选用浓度为50％的氢氧化钾溶液，焦炭与氢氧化钾溶液的重量比为4∶1，在300℃-500℃的条件下脱水；然后加入温度为800℃以上、压力为100Pa的活化炉中，制成活性炭；水洗、干燥，即制出超高比表面积1000m2/g的活性炭，焦炭经活化制造比表面积颗粒状活性炭，副产品轻质煤焦油。
该方法以下述指标的焦油渣为例水分7.4％、灰分3.7％、挥发分58.1％、密度1.44g/ml、Q1％37.2、T1％40.3；制出的焦炭质量指标和活性炭质量指标如下表焦炭质量指标 表1
活性炭质量指标 表2
产品产率平衡表3
实施例2焦油渣制造颗粒状活性炭和轻质煤焦油的方法，其特征在于其制造步骤如下1)将焦油渣由料斗加入炭化炉，焦油渣经过900℃加热炭化后，压力10Mpa；由炭化炉底部排入冷却箱，冷却后的焦炭作为制造活性炭的原料；炭化器顶部馏出轻质煤焦油的气体，经过冷凝冷却后，进入分馏塔，分馏塔塔顶的温度控制在165℃，分馏塔塔底的温度控制在365℃，经过分离得到轻油、酚油、萘油、洗油产品；2)将上述焦炭进行破碎分级，可分成100-320目，按级活化；3)将破碎后的焦炭和活性剂混合，活性剂选用浓度为60％的氢氧化钾溶液，焦炭与氢氧化钾溶液的重量比为4∶1，在300℃-500℃的条件下脱水；然后加入温度为800℃以上、压力为100Pa的活化炉中，制成活性炭；水洗、干燥，即制出超高比表面积3000m2/g的活性炭，焦炭经活化制造比表面积颗粒状活性炭，副产品轻质煤焦油。
实施例3焦油渣制造颗粒状活性炭和轻质煤焦油的方法，其特征在于其制造步骤如下1)将焦油渣由料斗加入炭化炉，焦油渣经过700℃加热炭化后，压力7Mpa；由炭化炉底部排入冷却箱，冷却后的焦炭作为制造活性炭的原料；炭化器顶部馏出轻质煤焦油的气体，经过冷凝冷却后，进入分馏塔，分馏塔塔顶的温度控制在165℃，分馏塔塔底的温度控制在365℃，经过分离得到轻油、酚油、萘油、洗油产品；2)将上述焦炭进行破碎分级，可分成100-320目，按级活化；
3)将破碎后的焦炭和活性剂混合，活性剂选用浓度为55％的氢氧化钾溶液，焦炭与氢氧化钾溶液的重量比为4∶1，在300℃-500℃的条件下脱水；然后加入温度为800℃以上、压力为100Pa的活化炉中，制成活性炭；水洗、干燥，即制出超高比表面积2000m2/g的活性炭，焦炭经活化制造比表面积颗粒状活性炭，副产品轻质煤焦油。
权利要求
1.焦油渣制造颗粒状活性炭和轻质煤焦油的方法，其特征在于其制造步骤如下1)将焦油渣由料斗加入炭化炉，焦油渣经过400℃-900℃加热炭化后，压力0-10Mpa；由炭化炉底部排入冷却箱，冷却后的焦炭作为制造活性炭的原料；炭化器顶部馏出轻质煤焦油的气体，经过冷凝冷却后，进入分馏塔，分馏塔塔顶的温度控制在165℃，分馏塔塔底的温度控制在365℃，经过分离得到轻油、酚油、萘油、洗油产品；2)将上述焦炭进行破碎分级，可分成100-320目，按级活化；3)将破碎后的焦炭和活性剂混合，活性剂选用浓度为50-60％的氢氧化钾溶液，焦炭与氢氧化钾溶液的重量比为4∶1，在300℃-500℃的条件下脱水；然后加入温度为800℃以上、压力为100Pa的活化炉中，制成活性炭；水洗、干燥，即制出超高比表面积800-3000m2/g的活性炭，焦炭经活化制造比表面积颗粒状活性炭，副产品轻质煤焦油。
全文摘要
本发明涉及废弃焦油渣的处理技术领域，特别是以焦油渣作为原料经过炭化、活化制造高比表面积活性炭和轻质煤焦油的方法，步骤是将焦油渣由料斗加入炭化炉，焦油渣经过400℃－900℃加热炭化后，由炭化炉底部排入冷却箱，冷却后的焦炭作为制造活性炭的原料；炭化器顶部馏出轻质煤焦油的气体，经过冷凝冷却后，进入分馏塔；将上述焦炭进行破碎分级，按级活化；将破碎后的焦炭和活性剂混合，脱水、然后加入活化炉中，制成活性炭；水洗、干燥，即制出超高比表面积800－3000m
文档编号C01B31/08GK1693190SQ20051004619
公开日2005年11月9日 申请日期2005年4月8日 优先权日2005年4月8日
发明者胡成秋, 杨春杰 申请人:中钢集团鞍山热能研究院