微球形活性炭及制备方法.pdf

本发明属于特种活性炭及其制备技术领域
    由烟煤制球形活性炭一般是在煤粉中加入纸浆废液焦油沥青、磺化粗蒽、鸟托品处理的改性木素等粘接剂后在园盘造球机中或流动床造粒机中成球，球的粒径＞1mm，为3-7mm，经烘干、炭化、活化后制成球形活性炭。这种活性炭由于粒径大而不适于在流化床和移动床中应用。

    由石油沥青经加硫处理后，熔融成球或用有机高分子小球经硫化后再经炭化和活化可以制成微球活性炭。这种方法工艺复杂，原料来源不够广泛，产品成本较高。

    本发明旨在选择更廉价易得的原料制备出粒径小于1mm的微球形活性炭。以使之能适用于流动床和移动床作催化剂载体和吸附剂用。

    本发明选用来源广泛价格低廉的烟煤为原料，（以灰分少的烟煤为佳）。将烟煤经水洗或进行浮选，采用比重在1.0-1.3的煤为宜。然后在球磨机上研磨成粉并过筛200目或300目。取上述煤粉100份，填加剂20-50份进行混捏，在园盘造粒机或流动床造粒机中造球。通过控制加水量、园盘的倾斜角度、深度、转速、盘内档板的角度和光洁度来控制微球的粒度。成球后在100-200℃干燥，最好是在130-180℃下干燥1-6小时，然后在保护气氛（如氮气、煤气、燃烧尾气、水蒸气）下，在温度为400-700℃时炭化2-8小时。炭化后在800-1000℃时用水蒸汽活化4-10小时即可制得成品。本发明使用的粘合剂是煤焦油、沥青及其衍生物、改性木素、羟基丙基纤维素、甲基纤维素、聚乙烯醇等。其中煤焦油∶沥青∶纤维素＝1-8∶1-5∶0.1-1.0。采用本发明制备的微球形活性炭其粒径范围在0.3-0.8mm，平均粒径0.5mm，比表面为800-1300m2/g。流态化损失量为3%-6%。采用本发明制备的微球形活性炭可用于流化床催化剂的载体（如乙炔和醋酸合成醋酸乙烯）也可适用于移动床中作吸附剂等方面。

    以下两个实施例能进一步说明本发明的特征。

    例1.选用四川省威远煤矿的烟煤经水洗、烘干、粉碎后过200目筛备用。取煤粉100份，煤焦油16份，沥青4份，改性纤维素0.5份，聚乙烯醇0.5份。捏混。在园盘造粒机中造球，小球在100℃下干燥2小间，在300-600℃下炭化10小时，再用水蒸汽活化6小时。得到的微球形活性炭能如下：

    粒度分布φ1-0.74mm    0.7%

    φ0.74-0.56mm    15.8%

    φ0.56-0.45mm    75.2%

    φ0.45-0.30mm    8.6%

    φ＜0.3mm    0.4%

    比表面 1027m2/g

    总孔容    0.6175ml/g

    孔径分布大小（）占总孔容的百分数

    ＞20    33.6

    10-20    31.1

    ＜10    35.3

    碘吸附    1043mg/g

    醋酸锌浸渍量    24.2%，醋酸蒸汽吸附367毫克/克活性炭炭

    堆比重    0.52克/毫升    苯吸附    33.8%

    PH值    9.48    四氯化炭吸附    605毫克/克活性炭

    流态化损失量＊3.5%（用φ0.4-0.6mm的微球活性炭50克在流化床中空气线速为0.19米/秒流化200小时的百分损失量。北京光华厂产椰壳粒状炭，流态化损失量为22.8%）

    例2取四川省威远煤矿烟煤用比重为1.2g/ml氯化锌溶液浮选后。粉碎过300目筛备用。取煤粉100份加入煤焦油17份。改性纤维素1份，沥青3份。捏混后在园盘造粒机中造球。小球在120℃干燥3小时。在300-600℃下炭化8小时，用水蒸汽活化8小时。制得的产品性能如下：

    粒度分布    1.00-0.80mm    1.0%

    0.80-0.63    2.7%

    0.63-0.40    95.4%

    0.40-0.30    0.5%

    ＜0.30    0.2%

    比表面积 1162米2/克

    堆比重    0.49克/毫升

    总孔容积（0-44）0.8405毫升/克

    孔分布：大小（）孔容积 毫升/克

    ＞20    41.5

    10-20    50.1

    ＜10    9.2

    碘吸附    1070.4毫克/克活性炭

    灰份    6.8%

    流态化损失量    5.8%

    PH    9.3

    醋酸蒸汽吸附    444毫克/克活性炭

    苯吸附    44.4%

    四氯化炭吸附    743毫克/克活性炭