一种高效低反应热型脱硫脱硝活性炭制备方法与流程

文档序号:30206567发布日期:2022-05-31 09:33阅读:120来源:国知局

1.本发明公开了一种高效低反应热型脱硫脱硝活性炭制备方法,属于活性炭制备技术领域。


背景技术:

2.活性炭是一种经特殊处理的炭,将有机原料(果壳、煤、木材等)在隔绝空气的条件下加热,以减少非碳成分(此过程称为炭化),然后与气体反应,表面被侵蚀,产生微孔发达的结构(此过程称为活化)。由于活化的过程是一个微观过程,即大量的分子碳化物表面侵蚀是点状侵蚀,所以造成了活性炭表面具有无数细小孔隙,活性炭表面的微孔直径大多在2~50nm之间,即使是少量的活性炭,也有巨大的表面积,每克活性炭的表面积为500~1500m2,活性炭的一切应用,几乎都基于活性炭的这一特点,在环保行业中脱硫脱硝活性炭使用广泛,脱硫脱硝活性炭在某些特定情况下会在高温废气的环境中进行净化使用,然而现有的脱硫脱硝活性炭在长时间的高温环境中容易发生燃烧现象,具有一定的危险性。


技术实现要素:

3.本发明的目的是为了解决上述不足而提供一种高效低反应热型脱硫脱硝活性炭制备方法。
4.一种高效低反应热型脱硫脱硝活性炭制备方法,该方法包括以下步骤:
5.s1:备煤工序;
6.a、选用合适的焦煤、焦粉和焦油原料;
7.b、取焦煤与焦粉分别干燥,使水分含量低于5%;
8.c、将干燥后的两种原料煤按比例混合,对混合进行除铁后送入配煤仓储存;
9.s2:制粉工序;
10.a、将步骤s1,c中得到的混合煤煤送入立式磨机,研磨粒度达到200目,通过率达到85%以上;
11.b、将s2,a中得到的研磨颗粒进行风选;
12.c、将风选后的研磨颗粒送入集尘器内进行收集,再将收集到的煤粉送入煤粉高位仓;
13.s3:成型工序;
14.a、骤s2,b中得到的煤粉送入缓冲料仓,再由容积式密闭定量供料器计量后进入混合搅拌机,并加入散热粉末;
15.b、煤粉、焦油和水按照一定比例使得原料和散热粉末在搅拌机内混合均匀,送入双轴差速捏合机捏合成煤膏;
16.c、将步骤s3,b中得到的煤膏送入平模碾压造粒机压制成预定形状,成型后的湿碳成品送入网式干燥机;
17.d、将步骤s3,c中得到的物料通过波状挡边皮带输送机,振动筛送入炭化缓冲料
仓,由炭化炉进行加工;
18.s4:碳化工序;
19.a、将步骤s3,d中得到的物料经螺旋定量给料机送入外热式炭化炉炭化,炭条自身产生的挥发分经焚烧炉焚烧后,采用间接换热对炭化炉料道内的炭条进行热辐射炭化;
20.b、将步骤s3,a中炭化后的炭化料经过水冷星形下料器、滚筒冷却器、皮带输送机、斗提机、滚筒筛送到筛分料仓;
21.s5:活化工序;
22.a、将步骤s4,b中得到的炭条经过皮带机、斗提机加到活化炉顶移动布料车,再分别加到每个活化炉料槽内;
23.b、进入炉料槽后的炭条,先后经过活化炉预热带、补充炭化带、活化带和冷却带4个阶段,在炉内,炭化料、蒸汽和空气在高温条件下进行混合反应,制成活化料,并同时进行后氧化阶段;
24.s6:冷却包装工序;
25.a、将步骤s5,b中得到的活化料经过滚筒冷却器、皮带输送机、斗提机运至包装车间进行筛分,合格粒度的活性炭再进行包装。
26.作为优选的,所述步骤s3,a中,散热粉末包括:聚酯树脂45~60份、固化剂3~8份、3500目导热石墨粉12~20份、800目导热石墨粉10~20份、助剂1~2份以及纯铜粉5~20份。
27.作为优选的,所述聚酯树脂为端羧基饱和聚酯树脂,固化剂为β-羟烷基酰胺,助剂为丙烯酸酯类、聚四氟乙烯、纳米氧化铝及颜料分散剂的混合物。
28.作为优选的,所述丙烯酸酯类、聚四氟乙烯、纳米氧化铝及颜料分散剂的重量比为1:1:1:1,其中,丙烯酸酯类为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯或2-甲基丙烯酸乙酯。
29.作为优选的,所述步骤s4中,碳化温度为400℃-700℃,升温速度为10℃/min。
30.作为优选的,所述步骤s4,a中,炭化过程分为干燥阶段、预炭化阶段、炭化阶段3个阶段,物料在炭化炉中被加热炭化的同时,析出大量的挥发分气体,析出的气体从炭化炉的上部管道引出,挥发分被引入到焚烧炉中进行燃烧,产生的高温废气一部分经由高温废气管道进入到炭化炉内,高温废气经混风器控制炭化炉的炭化温度,混合后的废气进入到炭化炉炉体中、物料通道外,通过热辐射加热物料通道,为物料炭化提供热量,然后由炉体进料端废气管口处排出到废气冷却器中;另一部分高温废气进入余热锅炉,进行余热利用,从余热锅炉出来的烟气与炭化炉出来的废气经引风机进入脱硫除尘塔进行脱硫除尘,最后进行排放。
31.作为优选的,所述步骤s5中,炭的活化反应在活化炉的活化段进行,在活化段产品道与气道垂直相通,炭与活化气体直接接触进行活化,致使炉内温度逐渐下降。
32.作为优选的,所述步骤s5,b中,所述后氧化温度为400℃-500℃,时间为60min-90min,氧气体积分数为12%-21%。
33.作为优选的,所述步骤s1,a中,煤粉用量为1.5kg,比例为15:85,焦油用量为0.35kg,焦油所占比例为23%。
34.与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
35.本方法的高效低反应热型脱硫脱硝活性炭制备方法,通过焦煤、焦粉和焦油通过
合理配比,可以生产出优质的脱硫脱硝活性炭,该方法生产的脱硫脱硝活性炭可以对粉尘、so2、nox等进行同时去除,目对so2的去除率可以达到98%以上,对氮氧化物的去除率可以也达到80%以上,此外,还可以吸收每立方米的范围20mg左右的粉尘含量,可以有效的治理由于煤炭的燃烧而产生的烟气中的有害物质,与此同时,脱硫脱硝活性炭对有色金属的冶炼尾气、烧结尾气、燃煤电厂烟气、城市垃圾焚烧烟气以及水泥、陶瓷、玻璃、化工、石油等行业中燃煤烟气、燃油烟气和工业尾气中so2、nox的脱除效果较好,同时通过在制备方法中加入散热粉末,使其在长时间接触高温气体后也不会出现燃烧情况,具有较好的使用效果和安全性能。
具体实施方式
36.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
37.一种高效低反应热型脱硫脱硝活性炭制备方法,该方法包括以下步骤:
38.s1:备煤工序;
39.a、选用合适的焦煤、焦粉和焦油原料;
40.b、取焦煤与焦粉分别干燥,使水分含量低于5%;
41.c、将干燥后的两种原料煤按比例混合,对混合进行除铁后送入配煤仓储存;
42.s2:制粉工序;
43.a、将步骤s1,c中得到的混合煤煤送入立式磨机,研磨粒度达到200目,通过率达到85%以上;
44.b、将s2,a中得到的研磨颗粒进行风选;
45.c、将风选后的研磨颗粒送入集尘器内进行收集,再将收集到的煤粉送入煤粉高位仓;
46.s3:成型工序;
47.a、骤s2,b中得到的煤粉送入缓冲料仓,再由容积式密闭定量供料器计量后进入混合搅拌机,并加入散热粉末;
48.b、煤粉、焦油和水按照一定比例使得原料和散热粉末在搅拌机内混合均匀,送入双轴差速捏合机捏合成煤膏;
49.c、将步骤s3,b中得到的煤膏送入平模碾压造粒机压制成预定形状,成型后的湿碳成品送入网式干燥机;
50.d、将步骤s3,c中得到的物料通过波状挡边皮带输送机,振动筛送入炭化缓冲料仓,由炭化炉进行加工;
51.s4:碳化工序;
52.a、将步骤s3,d中得到的物料经螺旋定量给料机送入外热式炭化炉炭化,炭条自身产生的挥发分经焚烧炉焚烧后,采用间接换热对炭化炉料道内的炭条进行热辐射炭化;
53.b、将步骤s3,a中炭化后的炭化料经过水冷星形下料器、滚筒冷却器、皮带输送机、斗提机、滚筒筛送到筛分料仓;
54.s5:活化工序;
55.a、将步骤s4,b中得到的炭条经过皮带机、斗提机加到活化炉顶移动布料车,再分别加到每个活化炉料槽内;
56.b、进入炉料槽后的炭条,先后经过活化炉预热带、补充炭化带、活化带和冷却带4个阶段,在炉内,炭化料、蒸汽和空气在高温条件下进行混合反应,制成活化料,并同时进行后氧化阶段;
57.s6:冷却包装工序;
58.a、将步骤s5,b中得到的活化料经过滚筒冷却器、皮带输送机、斗提机运至包装车间进行筛分,合格粒度的活性炭再进行包装。
59.作为优选的,所述步骤s3,a中,散热粉末包括:聚酯树脂45~60份、固化剂3~8份、3500目导热石墨粉12~20份、800目导热石墨粉10~20份、助剂1~2份以及纯铜粉5~20份。
60.作为优选的,所述聚酯树脂为端羧基饱和聚酯树脂,固化剂为β-羟烷基酰胺,助剂为丙烯酸酯类、聚四氟乙烯、纳米氧化铝及颜料分散剂的混合物。
61.作为优选的,所述丙烯酸酯类、聚四氟乙烯、纳米氧化铝及颜料分散剂的重量比为1:1:1:1,其中,丙烯酸酯类为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯或2-甲基丙烯酸乙酯。
62.作为优选的,所述步骤s4中,碳化温度为400℃-700℃,升温速度为10℃/min。
63.作为优选的,所述步骤s4,a中,炭化过程分为干燥阶段、预炭化阶段、炭化阶段3个阶段,物料在炭化炉中被加热炭化的同时,析出大量的挥发分气体,析出的气体从炭化炉的上部管道引出,挥发分被引入到焚烧炉中进行燃烧,产生的高温废气一部分经由高温废气管道进入到炭化炉内,高温废气经混风器控制炭化炉的炭化温度,混合后的废气进入到炭化炉炉体中、物料通道外,通过热辐射加热物料通道,为物料炭化提供热量,然后由炉体进料端废气管口处排出到废气冷却器中;另一部分高温废气进入余热锅炉,进行余热利用,从余热锅炉出来的烟气与炭化炉出来的废气经引风机进入脱硫除尘塔进行脱硫除尘,最后进行排放。
64.作为优选的,所述步骤s5中,炭的活化反应在活化炉的活化段进行,在活化段产品道与气道垂直相通,炭与活化气体直接接触进行活化,致使炉内温度逐渐下降。
65.作为优选的,所述步骤s5,b中,所述后氧化温度为400℃-500℃,时间为60min-90min,氧气体积分数为12%-21%。
66.作为优选的,所述步骤s1,a中,煤粉用量为1.5kg,比例为15:85,焦油用量为0.35kg,焦油所占比例为23%。
67.实施例一:
68.一种高效低反应热型脱硫脱硝活性炭制备方法,该方法包括以下步骤:
69.s1:备煤工序;
70.a、选用合适的焦煤、焦粉和焦油原料;
71.b、将选用的焦煤、焦粉和焦油原料干燥后的原料煤经斗式提升机送入原料仓内进行储存;
72.c、将干燥后的两种原料煤经过皮带计量秤按比例混合,由皮带运输机、螺旋输送机及斗提机送入配煤仓储存,在送入混煤仓前,应对原煤进行除铁;
73.s2:制粉工序;
74.a、将步骤s1,c中得到的混合煤煤经电子计量给煤机及斗提机送入立式磨机,研磨粒度达到200目;
75.b、将s2,a中得到的研磨颗粒送入集尘器内进行收集,再将煤粉送入煤粉仓,煤粉从煤粉仓经密封刮板输送机送入煤粉高位仓;
76.s3:成型工序;
77.a、将步骤s2,b中得到的煤粉经螺旋给料机进入缓冲料仓,再由容积式密闭定量供料器计量后进入混合搅拌机,并加入散热粉末;
78.b、煤粉、煤焦油和水按照一定比例是原料和散热粉末在搅拌机内混合均匀,然后送入双轴差速捏合机捏合成煤膏;
79.c、将步骤s3,b中得到的煤膏送入平模碾压造粒机进行造粒成型,成型后的炭条经过皮带输送机送入网式干燥机;
80.d、将步骤s3,c中得到的物料通过波状挡边皮带输送机,振动筛送入炭化缓冲料仓,供炭化炉用;
81.s4:碳化工序;
82.a、将步骤s3,d中得到的物料经螺旋定量给料机送入外热式炭化炉炭化,炭条自身产生的挥发分经焚烧炉焚烧后,采用间接换热对炭化炉料道内的炭条进行热辐射炭化;
83.b、将步骤s3,a中炭化后的炭化料经过水冷星形下料器、滚筒冷却器、皮带输送机、斗提机、滚筒筛送到筛分料仓;
84.s5:活化工序;
85.a、将步骤s4,b中得到的炭条经过皮带机、斗提机加到活化炉顶移动布料车,再分别加到每个活化炉料槽内;
86.b、进入炉料槽后的炭条,先后经过活化炉预热带、补充炭化带、活化带和冷却带4个阶段,在炉内,炭化料、蒸汽和空气在高温条件下进行混合反应,制成活化料,并同时进行后氧化阶段;
87.s6:冷却包装工序;
88.a、将步骤s5,b中得到的活化料经过滚筒冷却器、皮带输送机、斗提机运至包装车间进行筛分,合格粒度的活性炭再进行包装。
89.在本实施例中,所述步骤s3,a中,散热粉末包括:聚酯树脂45~60份、固化剂3~8份、3500目导热石墨粉12~20份、800目导热石墨粉10~20份、助剂1~2份以及纯铜粉5~20份。
90.在本实施例中,所述聚酯树脂为端羧基饱和聚酯树脂,固化剂为β-羟烷基酰胺,助剂为丙烯酸酯类、聚四氟乙烯、纳米氧化铝及颜料分散剂的混合物。
91.在本实施例中,所述丙烯酸酯类、聚四氟乙烯、纳米氧化铝及颜料分散剂的重量比为1:1:1:1,其中,丙烯酸酯类为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯或2-甲基丙烯酸乙酯。
92.在本实施例中,所述步骤s4中,碳化温度为400℃-700℃,升温速度为10℃/min。
93.在本实施例中,所述步骤s4,a中,炭化过程分为干燥阶段、预炭化阶段、炭化阶段3个阶段,物料在炭化炉中被加热炭化的同时,析出大量的挥发分气体,析出的气体从炭化炉
的上部管道引出,挥发分被引入到焚烧炉中进行燃烧,产生的高温废气一部分经由高温废气管道进入到炭化炉内,高温废气经混风器控制炭化炉的炭化温度,混合后的废气进入到炭化炉炉体中、物料通道外,通过热辐射加热物料通道,为物料炭化提供热量,然后由炉体进料端废气管口处排出到废气冷却器中;另一部分高温废气进入余热锅炉,进行余热利用,从余热锅炉出来的烟气与炭化炉出来的废气经引风机进入脱硫除尘塔进行脱硫除尘,最后进行排放。
94.在本实施例中,所述步骤s5中,炭的活化反应在活化炉的活化段进行,在活化段产品道与气道垂直相通,炭与活化气体直接接触进行活化,致使炉内温度逐渐下降。
95.在本实施例中,所述步骤s5,b中,所述后氧化温度为400℃-500℃,时间为60min-90min,氧气体积分数为12%-21%。
96.在本实施例中,所述步骤s1,a中,煤粉用量为1.5kg,比例为15:85,焦油用量为0.35kg,焦油所占比例为23%。
97.本发明的高效低反应热型脱硫脱硝活性炭制备方法,通过焦煤、焦粉和焦油通过合理配比,可以生产出优质的脱硫脱硝活性炭,该方法生产的脱硫脱硝活性炭可以对粉尘、so2、nox等进行同时去除,目对so2的去除率可以达到98%以上,对氮氧化物的去除率可以也达到80%以上,此外,还可以吸收每立方米的范围20mg左右的粉尘含量,可以有效的治理由于煤炭的燃烧而产生的烟气中的有害物质,与此同时,脱硫脱硝活性炭对有色金属的冶炼尾气、烧结尾气、燃煤电厂烟气、城市垃圾焚烧烟气以及水泥、陶瓷、玻璃、化工、石油等行业中燃煤烟气、燃油烟气和工业尾气中so2、nox的脱除效果较好,同时通过在制备方法中加入散热粉末,使其在长时间接触高温气体后也不会出现燃烧情况,具有较好的使用效果和安全性能。
98.尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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