技术领域
[0001] 本
发明涉及一种由
煤制成活性炭的工艺方法，尤指一种物理法节能洁净制造活性炭工艺。
背景技术
[0002] 活性炭是一种多孔的具有优良
吸附性能，常作为吸附剂用于工业
净化和化学回收过程中，由于活性炭的化学性质稳定，是一种惰性材料，因此活性炭又常用作负载型催化剂。现有活性炭采用
无烟煤、烟煤为
基础原料，其生产过程按下面步骤：
[0004] b、将洗选好的无烟煤和烟煤堆存干燥；
[0005] c、对配料后的无烟煤和烟煤分别进行
破碎制粉；
[0006] d、将
粉碎后的
煤粉与焦油等
粘合剂进行搅拌捏合；
[0007] e、将捏合后的物料送入成型机内压制成形；
[0008] f、将成形后的物料进行炭化处理、经烘干步骤后进入活化炉内进行活化处理；
[0009] g、将活化后的物料进行筛分，其第一层物料为柱状活性炭成品
包装，被筛分出的第二层料先经过破碎，再进行筛分处理，此过程的第一层物料得到的破碎活性炭成品包装，经第一层物料筛分出的煤粉及其它环节的物料作为粉状活性炭制备原料，将粉状活性炭制备原料
研磨后粉状活性炭成品包装。将活化物料过程中的活化烟气(H2O+CO2+N2+CO+H2)排空。
[0010] 现有的这种活性炭制造方法在物料处理过程中产生高温高压气体，使得物料易自燃，造成烧失，降低了收率，用自然冷却方法使大量有害气体散发到大气中，造成环境污染，同时冷却时热量也白白流失，进入下一步工艺时，又需要燃烧新
能源增加热量，造成能源浪费；同时在物料加工过程中会产生大量的煤粉尘，不但浪费了煤料，同时造成环境污染，需要进一步来完善。
发明内容
[0011] 本发明的目的是克服上述不足，提供一种物理法节能洁净制造活性炭工艺，其可以提高物料的
回收利用率、提高能源利用，并且减少环境污染。
[0012] 为了实现上述方案，本发明的技术解决方案为：一种物理法节能洁净制造活性炭工艺，其包括如下步骤：
[0013] a、将洗选好的煤炭或其它炭基材
料堆存干燥或配煤；
[0014] b、对配料后的煤炭或其它炭基材料分别进行粗牙和细牙破碎；
[0015] c、将粉碎后煤炭或其它炭基材料制成细粉；
[0016] d、将细粉与焦油和/或黑液和/或
沥青等粘合剂进行混捏；
[0017] e、将捏合后的物料送入成型机内压条或压
块；
[0018] f、将加工成条的物料进行烘干，烘干
温度为25℃-45℃；
[0019] g、将烘干后的物料送入炭化炉内炭化，炭化温度为300℃-750℃；
[0020] h、用
循环水冷却炭化炉产出的物料或直接将热的炭化料送入多功能活化炉；
[0021] i、对冷却后的物料筛分处理；
[0022] j、将筛分好的物料送入SLEP活化炉内活化处理，活化温度为950℃-1150℃；
[0023] k、将活化处理后的物料进行循环水冷却处理，或直接将热的活化料送入多功能活化炉；
[0024] l、将活化后的物料筛分处理后的第一层物料柱炭活性炭成品包装，被筛分出的物料为第二层物料先经过破碎，再进行筛分处理，筛分后的第一层物料为破碎活性炭成品包装，筛分出的细粉及经除尘系统收集的物料作为粉状活性炭制备原料，研磨后制成粉状活性炭成品包装。将SLEP活化炉活化物料过程中的活化烟气(主要成份为H2O+CO2+N2+CO+H2)供
酸洗活性炭加热酸液，气固混燃净化供热系统助燃或经
过热器过热后送入多功能活化炉作为活化介质使用。
[0025] m、将步骤c加工产生的含煤粉空气、步骤d、e、f加工产生的含Vf(有机挥发份)空气、步骤g加工产生的沥青烟气，多功能活化炉产生的烟气中的一部分(CO+H2+N2)与从煤
气化装置出来的煤气或其它
燃料一同送入气固混燃净化供热系统混合燃烧；
[0026] n、将步骤g中产生的炭化料，或直接从步骤j活化炉内出来的活化物料，步骤j活化炉内产生的活化烟气(H2O+CO2+N2+CO+H2)与气固混燃净化供热系统提供的
蒸汽和加热产生的1200℃载热气体，经
过热器热量交换或混合后的600-900℃活化烟气(H2O+CO2+N2+CO+H2)，送入多功能活化炉活化或补充深度活化，形成的深度活化炭送至步骤k中进行水冷却处理。
[0027] o、将过热器出来的800-900℃载热气体，步骤h中出来的热水及步骤k中出来的热水送入余热
锅炉，
余热锅炉出来的蒸汽输送至步骤j中的SLEP活化炉和步骤n中的多功能活化炉内，余热锅炉出来的400-600℃烟气，一部分通入
煤气化装置，作为介质或热源，产生煤气；另一部分通过空气换热器后，出来的60-80℃热空气一部分供给步骤l中烘干，通过空气换热器和煤气化装置的所有烟气，再经过精除尘
脱硫，除尘脱硫出来的120-160℃热烟气用于步骤f的烘干；
[0028] P、使用烟煤、气煤、
褐煤或长焰煤的煤气化装置产生的煤气，经净化后通入气固混燃净化供热系统、炭化炉和多功能活化炉，燃烧使用，半干馏后形成的挥发份为5～20％的焦渣直接供给步骤a配煤制造特殊活性炭使用。
[0029] 本发明物理法节能洁净制造活性炭工艺，其中所述步骤c出来的煤粉与焦油和/或沥青和/或黑液进行压块处理，压块后的物料经过破碎/筛分处理后，所得物料进行步骤g炭化处理，被筛分出的煤粉及步骤i筛分出的煤粉再进行压块处理，重复操作。
[0030] 本发明物理法节能洁净制造活性炭工艺，其中所述步骤l中酸洗用的酸是
盐酸，
硫酸或
硝酸。
[0031] 本发明物理法节能洁净制造活性炭工艺，其中所述步骤g，h和k中所述炭化炉和多功能活化炉可以燃烧型煤、混煤、燃油、煤粉、煤气、
天然气或
生物质燃料等。
[0032] 本发明物理法节能洁净制造活性炭工艺，其中所述煤气化装置包括烧炭炉、冷凝
冷却塔及冷却塔，其相互之间通过管道连接，冷凝冷却塔与冷却塔通过管道与循环水池连接，该装置使用烟煤、褐煤、气煤或长焰煤，半干馏后形成的，挥发份在5～20％的焦渣可做为原料，配煤制造特殊活性炭。
[0033] 采用上述方案后，本发明将传统的制粉、煤粉与焦油等混捏、压条，或配煤压块、晾条、炭化、筛分、活化、筛分包装，
筛下物料制成粉状活性炭后包装的工艺，调整增加，在加工工艺步骤e和步骤g之间增加烘干步骤f，可以使活性炭在下一步骤即烘干时，尽可能多的从炭中挥发出过热气，使得炭化更彻底，在步骤g和步骤i之间增加冷却步骤h、在步骤j和步骤l之间增加冷却步骤k，使得活性炭加工过程中产生大量高温可燃气体通过水冷步骤，而降低物料自燃的可能，从而提高了活性炭的回收利用率，水冷却可以使大量有害气体不能散发到大气中，造成环境污染，通过水冷却不会浪费掉过热气的热量，而使其以下的工艺步骤中起到作用，将将制粉车间的的含煤粉空气，混捏、压条及烘干过程产生的含Vf(有机挥发份)空气、炭化过程产生的沥青烟气、活化炉的部分烟气、煤气及其它燃料送入气固混燃净化供热系统燃烧，产生的载热气体经余热锅炉产生的蒸汽供活化工艺等使用，尾气用于物料烘干；SLEP活化炉的部分烟气过热后，供多功能活化炉使用，使废弃污染气体及焦油等不再排放到外面污染环境，而做到物尽其用，降低了能源消耗，使废弃资源循环再利用，减少物料损失，并且根据能源品位对口，
梯级利用的原则，充分循环套用水气介质，从而达到节能减排，降耗增效的目的，减少了环境污染。
[0034] 下面结合
附图和
实施例对本发明进一步说明。
附图说明
[0035] 图1是本发明物理法节能洁净制造活性炭工艺的工艺
流程图。
[0036] 图2是气固混燃净化系统结构示意图。
具体实施方式
[0037] 如图1所示，本发明物理法节能洁净制造活性炭工艺，其步骤为：首先将煤炭洗选后堆存干燥；然后将干燥的物料经过输送装置及给料机送入配料机进行配料，对配料后的物料进行破碎处理，经粗牙
破碎机及细牙破碎机的破碎处理后，再用链斗提升机将上述物料送入煤仓，并通过
电子计量称计量后经螺旋送料机、皮带提升机将物料送入碎粉料斗内，再用振动给料机送入粉碎机内进行粉碎(上述图中未示出)；将粉碎后的煤炭制成煤粉，将一部分煤粉与
沥青粘合剂进行搅拌捏合，将捏合后的物料用送料机送入成型机上用专用模具压制成条；将另一部分煤粉与沥青粘合剂加工压块；将加工成条的物料烘干，烘干温度为40℃；将烘干后的成形物料送入炭化炉内炭化，该炭化炉可以燃烧型煤、混煤、燃油、煤粉或煤气，将加工成块的物料破碎及筛分处理后，同样进行炭化处理，上述物料炭化温度均为600℃；用循环水冷却炭化炉产出的物料；被筛分出的煤粉再继续压块，如此反复操作，对冷却后的物料进行筛分，将筛分后的物料送入SLEP活化炉内进行活化处理，SLEP活化炉温度是1000℃，经活化处理后的物料用循环水冷却，该物料筛分处理后得到的第一层物料柱炭活性炭成品包装，被筛分出的物料作为第二层物料先经过破碎，再进行筛分处理，筛分处理后的第一层物料得到的破碎活性炭成品包装，经第一层物料筛分出的细粉及其经除尘系统收集的物料作为粉状活性炭制备原料，研磨后制成的粉状活性炭成品包装。将SLEP活化炉活化物料过程中的活化烟气(主要成份是H2O+CO2+N2+CO+H2)作为酸洗活性炭过程使用，气固混燃净化供热系统助燃或经过热器过热后送入多功能活化炉作为活化介质使用。
[0038] 在上述破碎制粉过程中产生的含煤粉空气、捏合、压条及烘干过程中产生的含有机挥发份空气以及炭化过程产生的沥青烟气，多功能活化炉烟气的一部分与煤气一同送至气固混燃净化供热系统混合燃烧，产生的1200℃载热气体与从SLEP活化炉内出来的活化烟气(H2O+CO2+N2+CO+H2)以及来自气固混燃净化供热系统的蒸汽经过一个过热器进行热量交换后出来的600-900℃活化烟气(H2O+CO2+N2+CO+H2)及直接从SLEP活化炉内出来的活化料送入多功能活化炉内燃烧，形成的深度活化炭进行水冷却处理。
[0039] 将过热器出来的800-900℃载热气体、炭化炉内出来的热水以及从SLEP活化炉内出来的热水送入余热锅炉，余热锅炉出来的蒸汽送至SLEP活化炉及多功能活化炉内，余热锅炉出来的400-600℃烟气一部分通入煤气化装置作为热源使用，另一部分通过空气换热器后，出来的60-80℃热空气一部分供给制备粉炭活性炭烘干工序中，全部排烟再经过精除尘脱硫，除尘脱硫出来的120-160℃热烟气用于压条工序后的烘干所用。
[0040] 如图2所示本发明气固混燃净化系统的结构示意图，该系统包括气固混燃净化供热系统1、余热锅炉2、鼓
风机3、
空气预热器4、除尘脱硫装置5、
蒸发器6、多功能活化炉7及煤气化装置8，气固混燃净化供热系统1包括炭化炉11和焚烧炉12。含煤粉空气、含有机挥发份空气、沥青烟气、燃料及从煤气化装置中出来的煤气进入炭化炉11的集尘室111下料口1111后滑向
燃烧室112方向，燃烧室112入口处设有出料口1121，从炭化炉下料口1111进来的固体
碳从炭化炉出料口1121滑出，这些可以做为活性碳的备料继续使用，其余物料与煤气化装置8出来的煤气进入燃烧室112内燃烧，煤气化装置8包括烧炭炉81、冷凝冷却塔82、冷却塔83及循环水池84，烧炭炉81与冷凝冷却塔82之间、冷凝冷却塔82与冷却塔83之间以及冷却塔83与燃烧室112之间均通过管道连接，冷凝冷却塔82与冷却塔83分别通过管道与循环水池84连接，在冷凝冷却塔82及冷却塔83内产生的焦油沉淀于循环水池84内，烧炭炉81下部设有刮板机，用于收集煤粉，作为制造活性炭的原料，在此过程中产生的煤气通过管道进入燃烧室112内，在燃烧室112内燃烧产生的热量使得焚烧炉12内温度升高，在燃烧室112内燃烧产生的气体与从多功能活化炉出来的CO、H2、H2O、N2、CO2气体以及从煤气化装置出来的煤气通过烟道一同进入焚烧炉12内，焚烧炉12的出口连接余热锅炉2，余热锅炉2出来的热蒸气与空气预热器4进行热交换后将热量供给炭化炉及焚烧炉助燃，而从空气预热器4出来的气体经鼓风机13吹进除尘脱硫装置5内，除尘脱硫装置5通过引风机51接入
蒸发器6内，多功能活化炉7为转式活化炉，其包括燃烧室71和集尘室
72。燃烧室71与活化步骤中的活化炉的蓄热室通过烟道73连通，从活化步骤中活化炉出来的烟气(H2O、N2、CO2、CO、H2)蒸汽进入多功能活化炉，其中有三分之一的该烟气由多功能活化炉返回到活化炉蓄热室中循环利用，余下的约三分之二烟气与其它可燃气体以及从煤气化装置出来的煤气混合燃烧连同水蒸汽在燃烧室71内发生化学反应，经集尘室除尘后、从多功能活化炉集尘室72出来的尾气(H2O、N2、CO2、CO、H2)经引风机9导引，其中三分之一返回多功能活化炉燃烧室71内助燃，其余三分之二气体被输送至气固混燃净化供热系统1的焚烧炉12内助燃。从炭化步骤的炭化炉产生的300℃炭化料直接进入多功能活化炉7内，经物理法活
化成活性炭或活性焦。
[0041] 本发明将传统的制粉、煤粉与焦油等混捏、压条，或配煤压块、晾条、炭化、筛分、活化、筛分包装，筛下物料制成粉状活性炭后包装的工艺，调整增加：(1)压条压块步骤和炭化步骤之间增加烘干步骤，一方面可以烤硬料条，改善炭化料的外观和孔隙结构，确保产品和工艺的
稳定性，另一方面可以避免自然晾晒所造成的空气污染，回收有用资源；(2)在炭化步骤和其之后的筛分步骤之间增加冷却步骤，在SLEP活化炉步骤和活性炭制备成型步骤之间增加冷却步骤，降低物料自燃的可能，提高了物料的利用率，水冷还可以避免有害气体散发，造成环境污染，通过水冷却还可以回收利用物料余热，使其到其它工艺步骤中发挥作用；(3)将制粉车间的的含煤粉空气，混捏、压条及烘干过程产生的含Vf(有机挥发份)空气，炭化过程产生的沥青烟气，活化炉的部分烟气，煤气及其它燃料送入气固混燃净化供热系统燃烧，产生的载热气体经余热锅炉产生的蒸汽供活化工艺等使用，尾气用于物料烘干；(4)SLEP活化炉的部分烟气过热后，供多功能活化炉使用，使废弃污染气体不再排放到外面污染环境。通过物尽其用与能源的品味对口，梯形利用，降低物料消耗，循环套用水气介质，将污染废弃物资源化循环再利用；(5)热炭化料直接活化或热活化料直接深度活化，避免物料冷却后再加热利用；(6)气固混燃净化供热系统的排烟作为热源加热煤气化装置，利用煤气供能，回收焦油和焦渣用于活性炭制造，从而达到节能减排，降耗增效的目的，减少环境污染，实现活性炭的洁净节能制造。
[0042] 以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种
变形和改进，均应落入本发明的
权利要求书确定的保护范围内。
