專(zhuān)利名稱(chēng)：一種廢水凈化活性焦吸附劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢水凈化的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種廢水凈化活性焦吸附劑及該廢水
凈化活性焦吸附劑的制備方法。
背景技術(shù)：
目前人均水資源缺乏，經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展導(dǎo)致產(chǎn)生大量的污水，然而如何有效地凈 化污水和循環(huán)利用有限的水資源是一個(gè)急需解決的問(wèn)題。隨著人民生活水平的提高，對(duì)水 的質(zhì)量要求越來(lái)越嚴(yán)格。目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有7億人飲用不符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)的水，24%的人飲用 水水質(zhì)不良，嚴(yán)重危害著人們的健康和生存。由于活性炭具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的比 表面積，對(duì)水中溶解的有害物質(zhì)(其它方法難以去除)具有較強(qiáng)的吸附能力。如苯類(lèi)化合 物、酚類(lèi)化合物、重金屬、色度、異臭、表面活性物質(zhì)、除草劑、合成染料、胺類(lèi)化合物以及許 多人工合成的有機(jī)化合物都有較好的去除效果，因此活性炭在水處理領(lǐng)域應(yīng)用市場(chǎng)很大。
由于我國(guó)采用活性炭?jī)艋嬘盟蛷U水的技術(shù)剛起步，目前市場(chǎng)上應(yīng)用的活性炭 吸附劑基本上是用焦煤生產(chǎn)的活性炭，生產(chǎn)成本高吸附效果差，缺少飲用水專(zhuān)用的凈化吸 附催化劑，嚴(yán)重制約著飲用水凈化體制的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種廢水凈化活性焦吸附劑，該吸 附催化劑成本低廉，廢水凈化效果好，工藝簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)。 本發(fā)明的另一 目的在于提供上述廢水凈化活性焦吸附劑的制備方法。 本發(fā)明的一種廢水凈化活性焦吸附劑，由包括按重量計(jì)的下述組分經(jīng)過(guò)備煤、脫
灰、捏合、成型、干燥、炭化活化等步驟制成褐煤45 55% ;焦煤10 24% ;瀝青6 15% ;焦油10 25% ;水8% 12% ;
固體金屬鹽l 5%。 所述的固體金屬鹽為硝酸鐵、硝酸鋅、碳酸鉀、碳酸鈉和硝酸銅一種或幾種的混合 物。 本發(fā)明所述的廢水凈化活性焦吸附劑的制備方法，包括下述步驟
a.備煤將褐煤和焦煤分別粉碎至160 200目； b.脫灰將步驟a中的煤粉，通過(guò)物理化學(xué)凈化法進(jìn)行脫灰，使得灰分含量為 1. 6 2. 2% ; c.捏合將按配方比例稱(chēng)取的原料，瀝青、焦油、水、固體金屬鹽以及脫灰后的褐
煤和焦煤，充分混合并攪拌，直至形成煤膏為止； d.成型將步驟C得到的煤膏進(jìn)行造粒，成型為顆粒； e.干燥將成型后的顆粒通過(guò)流化床進(jìn)行干燥，使水分降至小于10% ; f.炭化活化將干燥后的物料加入到炭化活化爐中，隔絕空氣，在5 15°C /min
的升溫速率下加熱至600 80(TC進(jìn)行炭化，并保持5 7小時(shí)，然后以同樣的升溫速率升至800 IOO(TC，同時(shí)通入活化劑到炭化后的物料中，活化4 6小時(shí)，冷卻，得到產(chǎn)品。
所述步驟a中褐煤和焦煤粉碎的粒度為180目。 所述步驟b中原料的重量比例關(guān)系為褐煤45 55%、焦煤10 24%、瀝青6 15%、焦油10 25%、水8% 12%、硝酸鐵0 5%、碳酸鉀0 5%、碳酸鈉0 5%、硝 酸鋅0 5%、硝酸銅0 5%。 所述步驟f中活化劑包括水蒸氣、含氧氧化性氣體和惰性氣體。
所述活化劑中水蒸氣體積百分比為15% 25%。
所述活化劑中含氧氧化性氣體為氧氣、二氧化碳中的至少一種。
所述活化劑中氧氣體積含量不超過(guò)3%。 所述步驟b中原料的重量比例關(guān)系為褐煤49%、焦煤20%、瀝青8%、焦油11%、
水8%、硝酸鐵1%、碳酸鉀0. 5%、碳酸鈉0. 5%、硝酸鋅1%、硝酸銅1%。 所述成型過(guò)程采用高壓連續(xù)造粒，增加顆粒強(qiáng)度，降低二次粉化率。 采用以上原料和工藝制備的廢水凈化活性焦吸附劑，具有以下優(yōu)點(diǎn) (1)產(chǎn)品吸附凈化性能好。本發(fā)明制備的廢水凈化活性焦吸附劑的碘吸附值達(dá)到
1050mg/g， CC14吸附值達(dá)到65%，亞甲藍(lán)吸附值200mg/g，苯酚吸附值125mg/g。 (2)制備工藝技術(shù)先進(jìn)，工藝流程短。 由于褐煤粘結(jié)性差，采用一般的活性炭成型工藝，如平模碾壓等，強(qiáng)度不能夠滿(mǎn)足 工工藝要求。故本工藝采用高壓連續(xù)造粒，成粒率高，無(wú)返料；顆粒強(qiáng)度高，二次粉化率極 低。本發(fā)明將炭化活化合二為一，工藝路線(xiàn)短、反應(yīng)連續(xù)均勻、高效節(jié)能、產(chǎn)能大，活化劑與 物料強(qiáng)制交換，活化速度快、利用率高、能耗低、成本低。本發(fā)明在活化爐中通入含氧氣體， 炭化、活化和氧化的過(guò)程在一個(gè)設(shè)備中進(jìn)行，減少了設(shè)備之間運(yùn)輸帶來(lái)的損耗和人力成本， 并且產(chǎn)率由傳統(tǒng)的25%提高至32%。
(3)產(chǎn)品生產(chǎn)成本低。 由于本發(fā)明采用的制備技術(shù)，利用廉價(jià)的褐煤(市價(jià)180元/噸)就能生產(chǎn)出吸附 凈化性能好的產(chǎn)品；而其他工藝中采用優(yōu)質(zhì)無(wú)煙煤(市價(jià)800元/噸)、主焦煤(市價(jià)1300 元/噸)為主要原料，因此大大降低了成本。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例可以使本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本 發(fā)明。 實(shí)施例1 將褐煤和焦煤粉碎至180目，脫灰之后，取49 %的褐煤和20 %的焦煤與8 %的瀝 青、11%的焦油、8%的水及1 %的硝酸鐵、0. 5%的碳酸鉀、0. 5%的碳酸鈉、1 %的硝酸鋅、 1 %的硝酸銅充分混合并攪拌均勻，直至形成煤膏為止，將煤膏在造粒設(shè)備中進(jìn)行高壓連續(xù) 造粒，使顆粒符合GB7702. 3-1997規(guī)定的強(qiáng)度。再將成型后的顆粒通過(guò)流化床干燥，蒸發(fā) 除去物料內(nèi)部的水分，使物料內(nèi)部水分降低到5%，將干燥后的物料加入到炭化爐中，隔絕 空氣，以l(TC /min加熱至70(TC，保持6個(gè)小時(shí)后，活化工段開(kāi)始進(jìn)行，以同樣的升溫速率 升至8001:，同時(shí)通入氮?dú)狻?0%的水蒸氣、2%的氧氣保持5個(gè)小時(shí)，冷卻，得到本發(fā)明的產(chǎn) 品。經(jīng)過(guò)測(cè)試，產(chǎn)品的強(qiáng)度為92%，碘吸附值達(dá)到1050mg/g，CC14吸附值達(dá)到了 65%，亞甲藍(lán)吸附值200mg/g，苯酚吸附值125mg/g。
實(shí)施例2 將褐煤和焦煤粉碎至170目，脫灰之后，取45%的褐煤、24%的焦煤、6%的瀝青、 10%的焦油、10 %的水、1 %的硝酸鐵、1 %的碳酸鉀、1 %的碳酸鈉、1 %的硝酸鋅、1 %的硝酸 銅混合并攪拌均勻，直至形成煤膏為止，將煤膏在造粒設(shè)備中進(jìn)行高壓連續(xù)造粒，使顆粒符 合GB7702. 3-1997規(guī)定的強(qiáng)度。再將成型后的顆粒通過(guò)流化床干燥，蒸發(fā)除去物料內(nèi)部的 水分，使物料內(nèi)部水分降低到5%，將干燥后的物料加入到炭化爐中，隔絕空氣，以7. 5°C / min加熱至650°C ，保持6個(gè)小時(shí)后，活化工段開(kāi)始進(jìn)行，以同樣的升溫速率升至750°C ，同時(shí) 通入氮?dú)狻?5%的水蒸氣、3%的氧氣保持5小時(shí)，冷卻，得到本發(fā)明的產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)測(cè)試，產(chǎn)品 的強(qiáng)度為90%，碘吸附值達(dá)到983mg/g， CC14吸附值達(dá)到了 58. 5%，亞甲藍(lán)吸附值195mg/ g，苯酚吸附值120mg/g。
實(shí)施例3 將弱粘煤和焦煤粉碎至180目，脫灰之后，取50 %的褐煤和20 %的焦煤與9 %的 瀝青、10%的焦油、8%的水及1 %的硝酸鐵、0. 5%的碳酸鉀、0. 5%的碳酸鈉、0. 5%的硝酸 鋅、0. 5%的硝酸銅充分混合并攪拌均勻，直至形成煤膏為止，將煤膏在造粒設(shè)備中進(jìn)行高 壓連續(xù)造粒，使顆粒符合GB7702. 3-1997規(guī)定的強(qiáng)度。再將成型后的顆粒通過(guò)流化床干燥， 蒸發(fā)除去物料內(nèi)部的水分，使物料內(nèi)部水分降低到5%，將干燥后的物料加入到炭化爐中， 隔絕空氣，以14°C /min加熱至70(TC，保持6個(gè)小時(shí)后，活化工段開(kāi)始進(jìn)行，以同樣的升溫 速率升至800°C，同時(shí)通入氮?dú)狻?0%的水蒸氣、1. 5%的氧氣保持5個(gè)小時(shí)，冷卻，得到本發(fā) 明的產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)測(cè)試，產(chǎn)品的強(qiáng)度為91. 5%，碘吸附值達(dá)到1005mg/g， CC14吸附值達(dá)到了 60. 5%，亞甲藍(lán)吸附值195mg/g，苯酚吸附值120mg/g。
權(quán)利要求
一種廢水凈化活性焦吸附劑，由包括按重量計(jì)的下述組分經(jīng)過(guò)備煤、脫灰、捏合、成型、干燥、炭化活化等步驟制成褐煤45～55％；焦煤10～24％；瀝青6～15％；焦油10～25％；水8％～12％；固體金屬鹽1～5％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水凈化活性焦吸附劑，其特征在于，所述的固體金屬鹽為硝酸鐵、硝酸鋅、碳酸鉀、碳酸鈉和硝酸銅一種或幾種的混合物。
3. 如權(quán)利要求1所述的廢水凈化活性焦吸附劑的制備方法，包括下述步驟a. 備煤將褐煤和焦煤分別粉碎至160 200目；b. 脫灰將步驟a中的煤粉，通過(guò)物理化學(xué)凈化法進(jìn)行脫灰，使得灰分含量為1. 6 2. 2% ;C.捏合將按配方比例稱(chēng)取的原料，瀝青、焦油、水、固體金屬鹽以及脫灰后的褐煤和 焦煤，充分混合并攪拌，直至形成煤膏為止；d. 成型將步驟C得到的煤膏進(jìn)行造粒，成型為顆粒；e. 干燥將成型后的顆粒通過(guò)流化床進(jìn)行干燥，使水分降至小于10% ;f. 炭化活化將干燥后的物料加入到炭化活化爐中，隔絕空氣，在5 15°C /min的升 溫速率下加熱至600 80(TC進(jìn)行炭化，并保持5 7小時(shí)，然后以同樣的升溫速率升至 800 IOO(TC，同時(shí)通入活化劑到炭化后的物料中，活化4 6小時(shí)，冷卻，得到產(chǎn)品。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的廢水凈化活性焦吸附劑的制備方法，其特征在于所述步驟a 中褐煤和焦煤粉碎的粒度為180目。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的廢水凈化活性焦吸附劑的制備方法，其特征在于所述步驟 b中原料的重量比例關(guān)系為褐煤45 55%、焦煤10 24%、瀝青6 15%、焦油10 25%、水8% 12%、硝酸鐵0 5%、碳酸鉀0 5%、碳酸鈉0 5%、硝酸鋅0 5%、石肖 酸銅0 5%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的廢水凈化活性焦吸附劑的制備方法，其特征在于所述步驟f 中活化劑包括水蒸氣、含氧氧化性氣體和惰性氣體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的廢水凈化活性焦吸附劑的制備方法，其特征在于所述活化 劑中水蒸氣體積百分比為15% 25%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的廢水凈化活性焦吸附劑的制備方法，其特征在于所述活化劑中含氧氧化性氣體為氧氣、二氧化碳中的至少一種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的廢水凈化活性焦吸附劑的制備方法，其特征在于所述活化 劑中氧氣體積含量不超過(guò)3%。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的廢水凈化超濾活性焦吸附劑的制備方法，其特征在于所述步驟b中原料的重量比例關(guān)系為褐煤49%、焦煤20%、瀝青8%、焦油11%、水8%、硝酸 鐵1 % 、碳酸鉀0. 5 % 、碳酸鈉0. 5 % 、硝酸鋅1 % 、硝酸銅1 % 。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種廢水凈化活性焦吸附劑及其制備方法，所述廢水凈化活性焦吸附劑是由粉碎成一定細(xì)度的褐煤和焦煤與焦油、瀝青、固體金屬鹽和水經(jīng)過(guò)脫灰、捏合、成型、干燥、炭化活化等步驟得到的。采用上述原料和方法制備得到的廢水凈化活性焦吸附劑不僅凈化效果好，而且成本低廉、制備簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)。
文檔編號(hào)B01J20/30GK101766990SQ20101012482
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月11日
發(fā)明者張偉, 程洪義, 趙建勛, 隋志文 申請(qǐng)人:趙建勛