利用副產炭黑生產脫硫脫硝的活性炭的製作方法
2023-06-01 04:34:31
專利名稱：利用副產炭黑生產脫硫脫硝的活性炭的製作方法
技術領域：
本發明屬於環保領域，特別適用於化肥、電力行業。
背景技術：
隨著石化行業和化肥行業的發展，大量的副產炭黑應運而生，從氣化爐出來的炭黑水處理方式大致分為兩種一種是油萃取法，另一種是過濾乾燥法。
油萃取法回收炭黑即以油為萃取劑，利用炭黑的親油性大於親水性而使炭黑與水分離的過程。炭黑和油的混合物稱為炭黑油，送往氣化爐作為原料與燃料氣一起燃燒處理。由於副產炭黑含灰份較高，返爐操作對爐體有一定的影響。
過濾乾燥工藝的研究始於七十年代初，它是將炭黑水經濃縮增稠成炭黑漿進入轉鼓真空過濾器或真空帶式過濾機，得到含水85％左右的濾餅，再由預乾燥器和強化乾燥器二級乾燥處理，出來的幹炭黑含水5％以下。此副產炭黑只要在工藝方面採取適當措施或根據副產炭黑的特性來合理設計配方可以應用於中、低檔橡膠生產，鋅錳電池、脫色等方面，但產量往往供過於求。
因此利用副產炭黑生產活性炭用於脫硫、脫硝具有重要意義。
我國是燃煤大國，燃煤產生的煙氣中的粉塵、二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳，對大氣造成嚴重汙染。多年來，國家在除塵方面採取了許多措施，使電除塵技術得到充分發展和使用，粉塵的汙染得到有效地控制。但是，二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳的汙染問題沒有得到根本解決，其原因在於溼法脫硫時需耗用大量的水資源，這對於國內處於水資源缺乏的地區脫硫、脫硝來說幾乎是不可能的；而引進國外的幹法脫硫技術成本太高。因而無論從經濟上還是技術上，利用活性炭脫硫、脫硝是一種很適合中國國情的脫硫、脫硝技術。
專利CN1229055特別強調利用處理的廢輪胎、塑膠等廢棄物或火力發電廠、鍋爐燃燒重油、煤炭、瓦斯等所產生的炭黑加以活化，使其成為附加值高的活性炭。首先炭黑藉外筒分段控溫的螺旋輸送機一邊預熱，一邊輸送至微波室，施以微波加熱至250℃～400℃之後，生成粉末狀的活性炭；再投入流動式蒸氣活化爐中，在蒸汽氣氛及700℃～900℃的高溫下活化，而製得粉粒狀活性炭。
發明內容
本發明是針對開發現有副產炭黑的多種應用而提出的一條工藝路線，不僅為副產炭黑開發出了前景廣闊的應用市場，而且為當今的煙氣脫硫技術提供了一條新的途徑。
本發明利用重油、渣油、瀝青副產炭黑首先生產顆粒狀的活性炭，再利用活性炭的固有的吸附、催化的特性來脫除煙氣中的硫化物、氮氧化物，是一種比較先進的脫硫、脫氮技術。
本發明採用了與專利CN1229055不同的工藝路線，首先選用的原料不同，生產過程不同，得到的產品也有所差別，用途也不同，最終我們生產出來的活性炭適用於脫硫、脫硝場合。
本發明所提供的原料來自重油、渣油、瀝青氣化產生的副產炭黑，這種炭黑粒徑小(通常在納米級)、比表面積、吸油值和吸碘值較高，但灰份含量較高。灰份含量對其它活性炭性能有一定的影響，但對於脫硫、脫氮的活性炭並沒有什麼影響。
本發明是這樣來實現的首先直接利用來自重油、渣油、瀝青氣化產生的副產炭黑，經過濾與粘合劑混合成可塑性物料，然後進行造粒、擠壓成型、乾燥後，進入700℃～900℃左右的蒸汽活化爐內火化，活化劑採用空氣和水蒸汽。
具體實施例方式
首先直接利用經過過濾機過濾的含水分85％的炭黑與粘合劑混合成可塑性物料，炭黑與粘合劑的混合比例可根據炭黑的種類來確定，一般取炭黑量的1％左右。然後炭黑由中間貯罐經星形閥送入造粒機，造粒機直徑為600毫米，殼體外設有電加熱裝置，以防殼體內壁粘附炭黑餅，再用擠壓機擠壓成2毫米左右的成型物。成型物經乾燥後，通過一螺旋加料機由側面進入700℃～900℃左右的蒸汽活化爐內。活化爐採用迴轉爐，為了保持活化的均勻進行，活化劑採用空氣和水蒸汽，蒸汽和空氣分別從活化爐的側面進入爐內，蒸汽與空氣的比例根據實際情況來確定。爐子靠電加熱來維持溫度在800℃～900℃之間，粒狀的炭黑與高溫蒸汽接觸後，首先清除原料炭中存在的焦油等非組織碳，使原來閉塞的孔隙開放、暢通或者使已有小的孔隙變大，經過約一小時的接觸後，生成微孔發達的活性炭，並由重力從側面落到料鬥裡，而廢氣則由爐頂經屋頂電除塵器除塵後排出。
上述合成的活性炭對二氧化硫具有很好的吸附性能，並能在較高溫度條件下，對所吸附的二氧化硫進行解吸，從而得到濃度較高的二氧化硫氣體，解吸後的活性炭可作為脫硫劑反覆使用。它又可作為催化劑，使氮氧化物與氨氣發生反應，生成無害的氮氣，以去除煙氣中的氮氧化物。
上述生成的活性炭與現有工業用脫硫、脫硝的活性炭相比，具有價格低、剛度高、吸附能力強的特點，且表徵其吸附性能的BET表面積與從椰子殼為原料生產的活性炭的表面積幾乎相近。特別適用於工業用脫硫、脫氮。
權利要求
1.利用副產炭黑生產脫硫脫硝的活性炭，其特徵在於直接利用來自重油、渣油、瀝青氣化產生的副產炭黑，經過濾與粘合劑混合成可塑性物料，然後進行造粒、擠壓成型、乾燥後，進入700℃～900℃左右的蒸汽活化爐內火化，活化劑採用空氣和水蒸汽。
2.一種如權利要求1所述的利用副產炭黑生產脫硫脫硝的活性炭，其特徵在於直接利用來自重油、渣油、瀝青氣化產生的副產炭黑，經過濾的含水分85％的炭黑與粘合劑混合成可塑性物料，炭黑與粘合劑的混合比例可根據炭黑的種類來確定，一般取炭黑量的1％左右。然後炭黑由中間貯罐經星形閥送入造粒機，造粒機直徑為600毫米，殼體外設有電加熱裝置，以防殼體內壁粘附炭黑餅，再用擠壓機擠壓成2毫米左右的成型物，成型物經乾燥後，通過一螺旋加料機由側面進入700℃～900℃左右的蒸汽活化爐內，活化爐採用迴轉爐，為了保持活化的均勻進行，活化劑採用空氣和水蒸汽，蒸汽和空氣分別從活化爐的側面進入爐內，爐子靠電加熱來維持溫度在800℃～900℃之間，粒狀的炭黑與高溫蒸汽經過約一小時的接觸後，生成微孔發達的活性炭，並由重力從側面落到料鬥裡，而廢氣則由爐頂經屋頂電除塵器除塵後排出。
全文摘要
本發明屬於環保技術領域,提出了利用重油、渣油、瀝青等氣化產生的炭黑水先經造粒,然後經蒸汽、空氣活化,形成粒狀的活性炭,再利用活性炭具有吸附、催化作用的特性來脫除煙氣中的硫化物、氮氧化物。此方法不僅為副產炭黑開發出了前景廣闊的應用市場,而且為幹法煙氣脫硫技術提供了一條新的途徑。
文檔編號C01B31/00GK1385367SQ02137838
公開日2002年12月18日 申請日期2002年6月25日 優先權日2002年6月25日
發明者郝德山, 高曉玲, 蔡齋如, 王明權, 卜西軍 申請人:南化集團研究院