煤焦油沥青研制球形活性炭的试验研究.docx

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煤焦油沥青研制球形活性炭的试验研究
杨旭'张德祥2
（杨旭'河南省平煤集团技术中心，张德祥°华东理工大学）
摘 要：实验室研究利用煤沥青研制球型活性炭。其最佳工艺条件活化温度850°C，活化时 间6h,烧失率为67. 5%时制得的活性炭碘值为778. 8mg/g,亚甲蓝值为77. 32mg/g。具有球形度好、 装填密度均匀、比表面积较大、强度高、耐磨损、耐腐蚀等优点。达到了净化用颗粒活性炭质量 标准。
关键词：球型活性炭、煤沥青、炭化、活化
1、 概述
球形活性炭（SAC）是由日本、美国、西德、前苏联等工业发达的国家于20世纪70 年代后期首先研制开发的一种新型高档的活性炭替代品。因其具有球形度好、装填密 度均匀、比表面积较大、强度高、耐磨损、耐腐蚀以及在固定床使用时阻力小等一系 列优点，适应了环保、医药、军事、电子等领域对活性炭吸附性能、再生性能等的越 来越高的要求。其在我国的研究才刚刚起步。本文研究利用煤沥青研制球型活性炭， 开辟了提高煤沥青附加值的新途径。
2、 煤沥青基球形活性炭的制备工艺
煤焦油沥青一调制、改性一球化一沥青球一不熔化处理
沥青基球形活性炭一炭化、活化一不熔化沥青球
（1） 煤沥青球的制备
煤沥青成球是制备沥青基球形活性炭（PSAC）的关键步骤之一，成球的好坏直接 影响球形度和炭微球的强度等指标，目前沥青成球的主要方法有悬浮法、乳化法、圆 盘造粒法和喷雾法。
（2） 煤沥青球的不熔化
煤沥青球不溶化的实质是将煤沥青球由热塑性转变为热固性，使沥青中的不稳定 组分发生缩聚，达到提高软化点和炭化收率的目的。可采用的不熔化方法有气相氧化、 液相氧化等。
(3) 炭化活化
可以用常规的炭化和活化方法处理不熔化沥青球，最终得到球形活性炭。但是以 水蒸气、CO,或二者的混合物作为活化剂进行物理活化是目前较常用的活性炭活化方 法，从简化工艺和提高效率出发，拟采用连续碳化、活化方式的连续工艺生产沥青基 球形活性炭。
本文主要讨论炭化活化工艺参数对煤焦油沥青基球形活性炭性能的影响。
3. 试验及试验结果、讨论

本研究的宗旨是利用焦化厂丰富而廉价的煤沥青资源，生产出符合质量要求的活 性炭制品。煤沥青取自平煤集团河南天宏焦化有限公司，其分析结果列于表1。
表1煤焦油沥青的分析
甲苯不 喳琳不 B -树脂软化点结焦值 S/% N/% 灰分
容物/% 溶物/% /% /°C /% /%


高压釜，成型机，管式电阻炉，塔垠形电阻炉，圆柱形炭化、活化管，
ASAP24OO型微结构分析仪。


炭化的实质是有机物的热解过程，包括热分解反应和热缩聚反应。显然,芳香结 构中C—C键最牢固，C—H键其次，所以经过热解后能够得到带芳香族碳网平面的微晶 结构。有机物的热解一般分为三个阶段：
第一阶段是脱水、脱气为主的阶段(300-400°C以前)。此时主要放出游离水、结 合水以及热解水。同时放出气态产物，如CO?、C0和JS