一种无煤焦油制备脱硫脱硝活性炭的方法
技术领域
本发明涉及活性炭的制备，具体涉及一种无煤焦油制备脱硫脱硝活性炭的方法。
背景技术
近几年来，由于国家环保形势的发展，干法脱硫脱脱硝技术广泛应用于钢铁行业烧结、垃圾焚烧发电、焦化尾气脱硫脱硝净化处理，目前国内脱硫脱硝活性炭市场年需求量约50万吨，产能约100万吨。脱硫脱硝活性炭是由煤粉、焦油、水按一定的比例进行混合后，经造粒或压伸成型，经过炭化、活化过程制得。煤焦油在其中起粘合剂的作用。存在的主要问题有：
a.煤焦油本身含有大量的易挥发性有毒有害物质，如苯、蒽油、萘等致癌物质，在使用过程中挥发出来，严重影响作业人员的身心健康及作业现场的环境，若加装有效地VOC气体处理装置，则会增加活性炭的制造成本。
b.由于煤焦油下游产业的发展及煤质活性炭的产量激增对煤焦油的依赖，煤焦油的价格不断地上涨，导致脱硫脱硝活性炭的制造成本居高。
由此可见，寻找一种无毒无味、价格低廉的粘合剂替代煤焦油来进行脱硫脱硝活性炭的制备研究更具有现实意义，也是目前国内活性炭行业迫切需要解决的技术难题。
发明内容
本发明为解决现有技术中使用制备脱硫脱硝活性炭所用的煤焦油易挥发有毒有害物质，且成本高的技术问题，提供一种无煤焦油制备脱硫脱硝活性炭的方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种无煤焦油制备脱硫脱硝活性炭的方法，包括以下步骤：
1）粘合剂溶液的配制：将木质素磺酸钠/钙与水混合，水浴中静置，待木质磺酸钠/钙完全溶解，即得到粘合剂溶液；
2）脱硫脱硝活性炭的制备：将步骤1）所得粘合剂溶液与煤粉和水按比例混合，形成煤膏后，经过造粒机成型，在350℃-650℃温度梯度的炭化炉内，均匀炭化1小时，送入至活化炉，在700℃-850℃温度梯度的下均匀活化2小时，出料冷却筛分即得到脱硫脱硝活性炭。
进一步的，步骤1）中木质素磺酸钠/钙与水的质量比为2:3。
进一步的，步骤1）中水浴的温度为60-80℃，水浴中静置的时间为4小时。
进一步的，步骤2）中所用原料的质量份配比为：煤粉70-80份、粘合剂溶液10-15份，水5-10份。
进一步的，粘合剂溶液与煤粉和水混合的时间为10分钟，造粒机成型后成型料粒径为9-10mm。
优选的，步骤2）中梯度炭化为350℃保持5min，450℃保持5min，550℃保持5min，650℃保持5min，升温速率为10℃/mim；梯度活化为700℃保持10min，750℃保持10min，800℃保持10min，850℃保持60min，升温速率5℃/min。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果：
1、粘合剂无毒无味，能有效降低对现场操作人员的职业健康危害。
2、粘合剂价格低廉，用量少，粘合剂粉末溶于水配制成溶液后进行使用，有效减少脱硫脱硝活性炭制备成本。
3、粘合剂使用过程中，无有机物挥发，减少脱硫脱硝活性炭生产过程中的环境污染问题。
附图说明
图1为本发明制备方法的流程图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
1.粘合剂溶液的配制：利用木质素磺酸钠，与水以2：3的质量比混合，在60-80℃的水浴中静置4小时，木质磺酸钠/钙完全溶解，配制成溶液，将该溶液作为粘合剂进行脱硫脱硝活性炭的制备。
2.成品制备：将煤粉80份、粘合剂溶液10份、水10份按比例混合，混合10分钟，形成煤膏后，经过造粒机成型，成型料粒径9-10mm，在350℃-650℃温度梯度的炭化炉内，均匀炭化1小时（梯度炭化为350℃保持5min，450℃保持5min，550℃保持5min，650℃保持5min，升温速率为10℃/mim），进入至活化炉，在700℃-850℃温度梯度的下均匀活化2小时（梯度活化为700℃保持10min，750℃保持10min，800℃保持10min，850℃保持60min，升温速率5℃/min），出料冷却筛分即得到符合要求的脱硫脱硝活性炭，所制得的脱硫脱硝活性炭产品参数如表1所示。
实施例2
1.粘合剂溶液的配制：利用木质素磺酸钙，与水以2：3的质量比混合，在60-80℃的水浴中静置4小时，木质磺酸钠/钙完全溶解，配制成溶液，将该溶液作为粘合剂进行脱硫脱硝活性炭的制备。
2.成品制备：将煤粉78份、粘合剂溶液13份、水7份按比例混合，混合10分钟，形成煤膏后，经过造粒机成型，成型料粒径9-10mm，在350℃-650℃温度梯度的炭化炉内，均匀炭化1小时（梯度炭化为350℃保持5min，450℃保持5min，550℃保持5min，650℃保持5min，升温速率为10℃/mim），进入至活化炉，在700℃-850℃温度梯度的下均匀活化2小时（梯度活化为700℃保持10min，750℃保持10min，800℃保持10min，850℃保持60min，升温速率5℃/min），出料冷却筛分即得到符合要求的脱硫脱硝活性炭，所制得的脱硫脱硝活性炭产品参数如表1所示。
实施例3
1.粘合剂溶液的配制：利用木质素磺酸钠，与水以2：3的质量比混合，在60-80℃的水浴中静置4小时，木质磺酸钠/钙完全溶解，配制成溶液，将该溶液作为粘合剂进行脱硫脱硝活性炭的制备。
2.成品制备：将煤粉70份、粘合剂溶液15份、水5份按比例混合，混合10分钟，形成煤膏后，经过造粒机成型，成型料粒径9-10mm，在350℃-650℃温度梯度的炭化炉内，均匀炭化1小时（梯度炭化为350℃保持5min，450℃保持5min，550℃保持5min，650℃保持5min，升温速率为10℃/mim），进入至活化炉，在700℃-850℃温度梯度的下均匀活化2小时（梯度活化为700℃保持10min，750℃保持10min，800℃保持10min，850℃保持60min，升温速率5℃/min），出料冷却筛分即得到符合要求的脱硫脱硝活性炭，所制得的脱硫脱硝活性炭产品参数如表1所示。
对比例
将煤粉70份、煤焦油15份、水5份按比例混合，混合10分钟，形成煤膏后，经过造粒机成型，成型料粒径9-10mm，在350℃-650℃温度梯度的炭化炉内，均匀炭化1小时（梯度炭化为350℃保持10min， 450℃保持10min， 550℃保持10min， 650℃保持10min，升温速率为15℃/mim），进入至活化炉，在700℃-850℃温度梯度的下均匀活化2小时（梯度活化为700℃保持10min，750℃保持10min，800℃保持10min，850℃保持60min，升温速率5℃/min），出料冷却筛分即得到符合要求的脱硫脱硝活性炭，所制得的脱硫脱硝活性炭产品参数如表1所示。
表1 实施例1-3及对比例制备的脱硫脱硝活性炭产品参数：
由表1 可以看出，利用本发明方法的粘合剂制备的脱硫脱硝活性炭，性能优于对比例，在关键吸附指标接近的前提下，耐磨强度、耐压强度均优于煤焦油制备的脱硫脱硝活性炭，能有效提升脱硫脱硝活性炭的使用寿命，同时本发明使用的粘合剂价格较煤焦油价格低，能有效降低脱硫脱硝活性炭的生产成本。
