专利名称：球形活性炭的制备方法及盘式造球机的制作方法
技术领域：
本发明属活性炭制备技术领域，具体涉及一种球形活性炭的制备方法及制备用的盘式造球机。
背景技术：
活性炭不仅是一种良好的吸附剂，同时也是一种良好的催化剂载体。其用途十分广泛，如饮水净化、污水处理、烟道气脱硫、有机溶剂回收、维尼伦生产、黄金吸附、药品脱色、垃圾焚烧等等。活性炭的分类，若按使用的原材料，可分为煤质炭、木质炭、果壳炭等；按炭、活化工艺，可分为物理炭、化学炭等；按活性炭的形状，可分为球形炭、柱状炭(俗称条炭)、不规则颗粒炭(俗称破碎炭)、粉炭等。我国活性炭的产量已居世界第一，但制备的工艺条件，产品的品种与质量长期以来处于千篇一律，市场营销处于无序竞争的状态。所谓千篇一律，主要是指至今没有物理法制备的木质颗粒炭；没有摆脱煤焦油做粘合剂生产条炭的传统工艺；没有制备球形活性炭的理想设备及其产品等。如条炭的传统工艺，是将原煤磨粉 > 掺煤焦油混捏 > 通过摸孔压条 > 炭化 > 物理法活化。其不足之处一是焦油在运输，储存、生产过程中需要专用设备和蒸汽保温系统。二是压条过程中问题较多，第一，对粉体的粗细有一定的范围要求，即180 目(或200目)过95%左右，再细工艺性极差，而粉体越细产品的性能却越好；第二，压条需要不同孔径的大量模具，特别是模孔小于C 1.75mm压条时，容易堵塞，桶摸耗时耗力；第三， 煤粉与煤焦油混捏后称之为煤膏，压条时煤膏温度须保持在30°C左右，否则堵模频繁，甚至不能生产，造成原材料浪费；第四，使用的液压设备结构复杂，维修困难。三是炭化的工作量大，特别是在炭化过程，焦油中有260公斤左右即73%的有害物质要挥发出来，污染环境。 四是生产的产品水容量不高，长短不齐，均等系数为2. 3左右，床层阻力不均，压力降较大， 棱角多，影响使用效果。
发明内容
本发明的目的旨在克服上述缺点，提供一种生产效率高、产品性能好、节能环保的球形活性炭制备方法。本发明的另一目的是提供一种制备球形活性炭的盘式造球机。为达到上述目的，本发明采取如下解决方案一种球形活性炭的制备方法，其特征在于包括炭粉和煤浙青粉，采用以下工艺步骤
1、制粉将炭粉磨到细度为140 325目，通过率达95%，将煤浙青粉磨到细度为200 625目，通过率达98% ；
2、混合将制好的炭粉与煤浙青粉按100:18 观进行混合，先干混8 12min，然后加入8 16%的改性水后再混8 12min ；
3、造球盘式造球机启动运转正常后，边转动、边将混合好的原料粉加入机内，同时边喷改性水，加料量与改性水的比例为100 16 沈，待球体大小达到要求后，从盘式造球机的下边缘甩出；
4、干燥将制好的活性炭湿球加入干燥炉中干燥，进口温度60°C 80°C，出口温度 100°C 120°C，干燥时间20 30min，要求球体不能有裂纹，水份含量< 5%，干燥球出炉后进行冷却；
5、炭化将干燥球加入炭化炉中，炭化炉的中部温度控制在380 420°C，炭化时间为 30 40min ；
6、活化将炭化后的球体在斯列普活化炉中活化，其工艺条件是蒸汽入口压力 2. 8kg 4. Okg/cm2,炉内压力20 lOOPa，活化温度850 950 °C，出料间隔时间20 40mino上述球形活性炭的制备方法，其特征在于所述的炭粉为煤粉、木炭粉或煤粉与木炭粉按1 :1比例混合的炭粉。上述球形活性炭的制备方法，其特征在于所述的改性水的配制方法是
1、将自来水加热至40 50°C；
2、在搅拌的同时，加入0.1 5%的烷基酚聚氧乙烯(10)醚或木质素磺酸盐，充分溶
解；
3、在搅拌的同时，加入0.1 5%的聚阴离子纤维素钠PVC，静置他使其溶张，再搅拌使其充分溶解。一种制备球形活性炭的盘式造球机，包括成球盘，在成球盘的边缘设置成球盘盘沿，在成球盘的底部设有保温板和蒸汽管，安装有变频电机，并设有支撑架和重心支撑杆， 在支撑架上设有液压调节倾斜度装置，其特征在于在成球盘的中心设置与其同心的种子盘，种子盘的直径小于成球盘的直径，种子盘的边缘设置种子盘盘沿，在种子盘盘沿周边间隔一定距离设置挡料圈，挡料圈的高度高于盘沿，成球盘与种子盘上均设有粉体加料自控系统和喷改性水自控系统。上述制备球形活性炭的盘式造球机，其特征在于所述成球盘的盘沿上设有三个高度可调的出料口。上述制备球形活性炭的盘式造球机，其特征在于所述成球盘与种子盘内均设有刮料板。与现有技术相比，本发明具有如下优点
1、在应用上，本发明生产的球形活性炭的性能优于其他颗粒状活性炭 ⑴同等质量，体积最小，比表面积最大。⑵机械强度好，无棱角，在输送、吸附、再生等系统粉化程度小，粉尘量约为条炭和破碎炭的10%左右。⑶均等系数，条炭为2. 3、破碎炭为1.9、球炭为1.3，床层阻力均勻，压力降较小。 对于相同当量直径的活性炭，球炭的床层压力约为条炭的40 50%、破碎炭的50 70%，在床内使用，效果最佳。⑷中、微孔均很发达，水容量比颗粒炭提高20%以上，是浸渍催化剂的良好载体， 附加值高。ω在煤焦油与煤浙青价格相当时，同材质、同质量的球炭的生产成本比条炭可降低600元/吨左右，市场广阔。2、在工业化生产上，本发明的工艺条件优于条炭
⑴改变了以煤焦油做粘合剂与固化剂制备条炭的传统工艺，工艺改变后，①煤焦油的运输、储存、生产不再需要专用设备及蒸汽保温系统；②节约原材料，按2. 3吨炭化料产1吨碘值1000mg/g左右的活性炭核算，工艺定额条炭需3. 1吨，球炭需2. 72吨，节约0. 38吨， 即12. 26% ；③实践证明，炭化生产能力，球炭比条炭可提高8%左右，活化速率球炭是条炭的 1. 5倍左右；④减少污染，若煤的挥发份为10%时，焦油等有害物质的吨排放量可减少310kg 左右，达37. 61%。⑵成型不用模具。生产球径1. 5mm以下的球炭，不像生产C 1. 5mm以下的条炭需要捅模，耗时，耗力。⑶制备球炭所用的盘式造球机，结构简单、造价低廉、维修方便、一机多用。一是成球盘与种子盘同心、同轴，当种子盘内球体直径达到0. 5 1. Omm时自动滚入成球盘，球体在成球盘内长大，使成球盘盘面积充分利用，生产效率高。二是成球盘的盘沿上设有三个出料口，出料口高度可调，分别为200mm、400mm、600mm，高度为200mm时，生产球径小于3. Omm 的球体；高度为400mm时，生产球径为4. 0 6. Omm的球体；高度为600mm时，生产球径大于6. Omm的球体，一机多用。三是种子盘与成球盘的粉体加料量、改性水的喷洒量，及加料量与喷水量的比例均通过自控系统实现，连续化生产，产品质量稳定。
图1、本发明盘式造球机的结构示意图。图2、本发明盘式造球机成球盘的俯视图。图3、沿图2 A-A线的剖面图。图中1、液压调节倾斜度装置2、支撑架 4、刮料板支架 5、刮料板 6、主轴
8、重心支撑杆 9、成球盘 10、成球盘盘沿 12、种子盘盘沿 13、挡料圈 14、连接板 16、喷水装置 17、保温板 18、蒸汽管。
3、变频电机 7、出料口 11、种子盘 15、加料装置
具体实施例方式
实施例一球形活性炭的制备方法，包括煤粉和煤浙青粉，生产工艺步骤如下
1、制粉将煤粉磨到细度为200目，通过率达95%，将煤浙青粉磨到细度为325目，通过率达98% ；
2、混合将制好的煤粉和煤浙青粉按10020混合8 12min，然后加入10 12%的改性水后再混8 12min ；
改性水的配制方法是⑴将自来水加热到40 50°C。⑵在搅拌的同时，加入0. 3 0. 5%的烷基酚聚氧乙烯(10)醚或木质素磺酸盐，充分溶解；⑶在搅拌的同时，加入0. 3 0. 5%的聚阴离子纤维素钠PVC，静置他使其溶张，再搅拌使其充分溶解；
3、造球盘球机启动运转正常后，边转动，边将混合好的原料加入盘式造球机内，同时边喷水，待球体滚动20 60min达到球径要求后便自动出球。通过自控系统，达到加料量、喷改性水量的调整及料与改性水100 :16 沈比例的匹配，实现连续化生产；
4、干燥将制好的活性炭湿球加入干燥炉中干燥，进口温度60 80°C，出口温度 100 120°C，干燥时间20 30min，球体要求不能有裂纹，干燥球水份含量< 5%，干燥球出炉后进行自然冷却；
5、炭化将干燥球加入炭化炉中，炭化炉中部温度控制在380 420°C，炭化时间30 40min ；
6、活化将炭化后的球体在斯列普活化炉内活化，活化的工艺条件，蒸汽入口压力 2. 8 4. Okg/cm2，炉内压力20 IOOPa,活化温度850 950°C，出料间隔时间20 40min。实施例二 球形活性炭的制备方法，包括煤粉和煤浙青粉，生产工艺步骤如下
1、制粉将煤粉磨到细度325目，通过率达90%，将煤浙青粉磨到细度625目，通过率达
90%。2、3、4、5、6工艺条件与实施例一相同。实施例三球形活性炭的制备方法，包括木炭粉和煤浙青粉，生产工艺步骤如
1、制粉将木炭粉磨到细度200目，通过率达95%，将煤浙青粉磨到细度325目，通过率达 98%ο2、3、4、5、6工艺条件与实施例一相同。实施例四球形活性炭的制备方法，包括混合炭粉和煤浙青粉，生产工艺步骤如下
1、制粉将混合炭粉磨到细度200目，通过率达95% (或325目，通过率达90%)，将煤浙青粉磨到细度325目，通过率98% (或625目，通过率90%)，混合炭粉是指煤粉与木炭粉按 1 1比例混合一起的炭粉。2、3、4、5、6工艺条件与实施例一相同。以上实施例球炭的常规质量指标 测试方法 GB/T7702. 1 22-199权利要求
1.一种球形活性炭的制备方法，其特征在于包括炭粉和煤浙青粉，采用以下工艺步骤(1)制粉将炭粉磨到细度为140 325目，通过率达95%，将煤浙青粉磨到细度为 200 625目，通过率达98% ；(2)混合将制好的炭粉与煤浙青粉按100:18 观进行混合，先干混8 12min，然后加入8 16%的改性水后再混8 12min ；(3)造球盘式造球机启动运转正常后，边转动、边将混合好的原料粉加入机内，同时边喷改性水，加料量与改性水的比例为100 16 沈，待球体大小达到要求后，从盘式造球机的下边缘甩出；(4)干燥将制好的活性炭湿球加入干燥炉中干燥，进口温度60V 80°C，出口温度 100°C 120°C，干燥时间20 30min，要求球体不能有裂纹，水份含量< 5%，干燥球出炉后进行冷却；(5)炭化将干燥球加入炭化炉中，炭化炉的中部温度控制在380 420°C，炭化时间为 30 40min ；(6)活化将炭化后的球体在斯列普活化炉中活化，其工艺条件是蒸汽入口压力 2. 8kg 4. Okg/cm2,炉内压力20 lOOPa，活化温度850 950 °C，出料间隔时间20 40mino
2.根据权利要求1所述球形活性炭的制备方法，其特征在于所述的炭粉为煤粉、木炭粉或煤粉与木炭粉按1 :1比例混合的炭粉。
3.根据权利要求1或2所述球形活性炭的制备方法，其特征在于所述的改性水的配制方法是(1)将自来水加热至40 50°C；(2)在搅拌的同时，加入0.1 5%的烷基酚聚氧乙烯(10)醚或木质素磺酸盐，充分溶解；(3)在搅拌的同时，加入0.1 5%的聚阴离子纤维素钠PVC，静置他使其溶张，再搅拌使其充分溶解。
4.一种制备球形活性炭的盘式造球机，包括成球盘，在成球盘的边缘设置成球盘盘沿， 在成球盘的底部设有保温板和蒸汽管，安装有变频电机，并设有支撑架和重心支撑杆，在支撑架上设有液压调节倾斜度装置，其特征在于在成球盘的中心设置与其同心的种子盘，种子盘的直径小于成球盘的直径，种子盘的边缘设置种子盘盘沿，在种子盘盘沿周边间隔一定距离设置挡料圈，挡料圈的高度高于盘沿，成球盘与种子盘上均设有粉体加料自控系统和喷改性水自控系统。
5.根据权利要求4所述制备球形活性炭的盘式造球机，其特征在于所述成球盘的盘沿上设有三个高度可调的出料口。
6.根据权利要求4所述制备球形活性炭的盘式造球机，其特征在于所述成球盘与种子盘内均设有刮料板。
全文摘要
本发明公开了一种球形活性炭的制备方法及盘式造球机，其工艺步骤是将炭粉和煤沥青粉磨细，炭粉是指煤粉、木炭粉或煤粉与木炭粉按1∶1比例混合的炭粉，然后混合，并加入配制好的改性水，再通过盘式造球机造球，干燥，最后炭化、活化。盘式造球机的主要结构是增加了与成球盘同心、同轴的种子盘，当种子盘内球体直径达到0.5～1.0mm时自动滚入成球盘，球体在成球盘内长大，使成球盘盘面积充分利用，生产效率高。本发明生产的球形活性炭的比表面积大，机械强度好，无棱角，在输送、吸附、再生等系统粉化程度小，床层阻力均匀，压力降较小，并且在生产过程中不需要专用设备及蒸汽保温系统，不用成型模具，节能环保，有利于推广应用。
文档编号C01B31/10GK102259853SQ20111015969
公开日2011年11月30日 申请日期2011年6月15日 优先权日2011年6月15日
发明者张毅, 李钱胜 申请人:张毅, 李钱胜