一种生产脱硫脱硝炭的方法与流程

1.本发明涉及一种生产脱硫脱硝炭方法，主要用于生产φ5～9mm烟气脱硫脱硝炭。


背景技术：

2.烟气净化用活性炭为φ9mm的柱状颗粒活性炭，因此也称为“活性焦”或者“大颗粒炭”。烟气净化用活性炭是以碳元素为基础，经过物理化学方法加工而成的一种多孔性吸附材料，具有内部空隙、结构合理、比表面积适中、耐压强度极高、吸附针对能力强的特点，主要用于干法烟气联合脱硫脱硝。目前大部分生产脱硫脱硝炭的工厂都采用焦油粘合工艺然后进行成型造粒，在焦油的运输、焦油存储、粘合、造粒、成型料的存储和运输、炭化环节中都存在焦油的低挥发有机物的挥发溢出，造成vocs的无组织排放，在这么多环节中进行vocs的治理是耗资巨大，几乎不可能完成的任务，无焦油的成型造粒工艺势在必行。
3.一般情况下，脱硝炭的原料中都配一定量的焦煤以提高最终产品的耐压强度，焦煤的高粘结性为粉体之间的粘结起到一部分作用，在此基础上再添加一小部分沥青基的粘合剂，实行先炭化后活化的工艺，炭化主要是内热式炭化工艺（一小部分厂家采用外热式炭化工艺），活化主要是斯列普炉工艺。
4.采用内热式炭化工艺的炭化料并未形成脱硫的有效孔隙，主要是由于内热式炭化工艺中物料升温速度快，热解气无序溢出，无法形成有效孔隙，且由于软化时间短，胶质体渗透时间短，物料无法形成较高机械强度；炭化料在斯列普炉中浅度活化，形成脱硫所需要的有效孔隙，但再一次加热，破坏了物料的机械强度。整个工艺物料加热时间长，物料的极性和活性都被破坏，产品使用时效果差，循环使用次数低，使用成本高。
5.采用外热式炭化工艺物料可以得到有效的孔隙结构，然而，在经过斯列普炉活化后，产品比表面积增加，但其脱硫脱硝性能却下降了。
6.可见目前生产脱硫脱硝炭的生产工艺存在重大问题，所生产的物料极性和活性都被破坏，导致其在使用过程中脱硫效果差，循环使用能力差，因而，在生产上，更需要一种合理的工艺生产脱硫脱硝炭，对于干法脱硫工艺的普及具有巨大的意义。


技术实现要素：

7.为了解决现有技术存在的问题，发明人给出了一种生产脱硫脱硝炭方法，主要用于生产φ5～9mm烟气脱硫脱硝炭，具体技术方案如下：将基础原料、调节原料混合，调整混合原料的颗粒度，而后与粘合剂混合，再加入水捏合搅拌，捏合后造粒，造粒后干燥，干燥后炭化活化制备烟气脱硫脱硝炭。
8.进一步的，所述基础原料或调节原料中，对水分高于5%的原料进行烘干处理，保证称量的精度，以及研磨的需要。
9.进一步的，所述基础原料为无烟煤和兰炭的一种或二种混合，占混合原料重量的30～70%。
10.进一步的，所述调节原料分为强度调节原料和活性调节原料，其中强度调节原料
为焦煤、沥青的一种或几种组合，活性调节原料为烟煤、褐煤，强度调节原料占混合原料重量的10～50%，而活性调节原料混合原料重量的0～40%。
11.进一步的，所述调整混合原料的颗粒度是指：将基础原料和调节原料先研磨成所需颗粒度再混合，或者将混合原料研磨成所需颗粒度。
12.更进一步的，所述所需颗粒度目数大于等于180目。
13.进一步的，所述粘合剂为生物基粘合剂，添加量为混合原料重量的1～5%。
14.进一步的，所述水的添加量为混合原料重量的15～30%。
15.进一步的，所述干燥是指：造粒经筛分后送到烘干系统烘干或晾干。
16.进一步的，所述炭化活化是指：干燥后的颗粒输送至炭活化一体炉系统进行炭化活化，在炭活化一体炉系统的炭化段，物料在较低的温度范围和隔绝空气的条件下逐步升温加热，物料缓慢升温，使物料中的胶质体有序热解，物料中较大侧链断开形成胶质体，胶质体继续升温，缓慢热解，热解成小分子的部分挥发出去，在基炭内形成孔隙结构，留在基炭内的分子部分形成骨架结构将粉体之间粘结固化；通过控制热解速度，控制热解溢出分子的大小，最大化达到脱硫工艺的有效孔隙；生物基粘合剂在炭化段被加热分解后形成大量游离态分子，嫁接在热解的碳基上形成官能团，提高物料的极性；在活化段，物料继续升温至650℃以上，开始发生缩聚，物料部分组分开始结焦，形成高强度碳素，此时物料在活化剂氛围下，伴随着水煤气反应形成发达孔隙，在提高耐压强度和着火点同时，保持或增加炭化时活性焦的孔隙结构及耐磨强度。
17.本发明的有益技术效果是：1、使用干法混捏成型工艺替代煤焦油混捏成型工艺，解决了长期以来，物理法生产活性焦以煤焦油为粘结剂存在的很多不能克服的弊病。减少了vocs气体造成的环境污染，提高了安全性能，提高了产品得率，降低了烟气量排放，减少了运行负荷和烟气处理费用，从而减少了运行成本。
18.2、通过使用生物基粘合剂，提高成型料冷强度，减少成型料在输送和炭活化阶段的破损率，提高产品得率，降低原料成本。
19.3、粘合剂中官能团提高了活性焦的脱硫指标，通过调节粘合剂中的高分子成分，从而可以调节压条料中的官能团的类型，在炭活化一体工艺中将官能团加载在碳基表面，从而提高碳基的表面极性，从而提高活性焦对极性分子so2的吸附速度，从而提高活性焦的脱硫指标达到并超过活性焦国家标准中特级品的脱硫指标要求。
附图说明
20.图1为本发明实施例1的工艺流程图。
具体实施方式
21.实施例1如图1所示，生产脱硫脱硝炭方法，称量无烟煤，其重量占原料总重量的50%，称量焦煤、沥青，两个的重量占原料总重量的30%；称量烟煤，重量占原料总重量的20%；以无烟煤为基础原料，通过添加焦煤、沥青来调整产品的强度指标，再加入少量的烟煤来调节原料的活性。
22.称量好的原料进行混合，既可以采用间接式混合工艺，也可以采用连续式混合工艺；混合好的原料送入到磨粉工序，将原料磨到180目。
23.这里需要强调，生产中，我们更多的采用先将原料磨粉，再称量混合，这种的好处是原料的比例掌握的更精确。
24.将磨好的粉体送入粉料存储罐，粉体由粉料存储罐下端的送料系统将粉体送入到粉体称量罐中，将称量好的粉体和生物基粘合剂依次加入捏合锅中搅拌，其中生物基粘合剂按照粉体重量的2%称量，搅拌均匀后加入称量好的水进行捏合搅拌，水按照粉体重量的20%称量；捏合后的煤膏均匀的输送到造粒机中，进行造粒。
25.造好的颗粒经筛分后送到烘干系统烘干，干燥后的颗粒输送至炭活化一体炉系统进行炭化活化，炭化活化后的物料经冷却后筛分包装，生产出φ9mm的烟气脱硫脱硝炭。
26.在炭活化一体炉系统的炭化段物料在一定的低温范围和隔绝空气的条件下逐步升温加热，物料缓慢升温，使物料中的胶质体有序热解，首先物料中较大侧链断开形成胶质体，胶质体继续升温，缓慢热解，热解成小分子的部分挥发出去，在基炭内形成孔隙结构，留在基炭内的分子部分形成“骨架”结构将粉体之间粘结固化；通过控制热解速度，控制热解溢出的分子的大小，使其最大化达到脱硫工艺的有效孔隙；加入的生物基粘合剂在炭化段也被加热分解，由于其为高分子聚合物在高温分解后形成大量游离态的分子，极易嫁接在热解的碳基上，形成官能团，从而提高物料的极性。在活化段物料继续升温，物料升温至650℃以上，物料开始发生缩聚，物料部分组分开始结焦，形成高强度碳素，此时物料在活化剂（水蒸气）氛围下，物料伴随着水煤气反应形成较发达孔隙。在提高耐压强度和着火点同时，保持或增加炭化时活性焦的孔隙结构及耐磨强度。
27.实施例2生产脱硫脱硝炭方法，和实施例1不同在于：先进基础原料或调节原料中，水分高于5%的原料进行烘干处理，保证称量的精度，以及研磨的需要。
28.称量兰炭，其重量占原料总重量的60%，称量沥青，两个的重量占原料总重量的20%；称量烟煤，重量占原料总重量的20%；以兰炭为基础原料，通过添加沥青来调整产品的强度指标，再加入少量的烟煤来调节原料的活性。
29.将原料磨到200目，将磨好的粉体送入粉料存储罐，粉体由粉料存储罐下端的送料系统将粉体送入到粉体称量罐中，将称量好的粉体和生物基粘合剂依次加入捏合锅中搅拌，其中生物基粘合剂按照粉体重量的5%称量，搅拌均匀后加入称量好的水进行捏合搅拌，水按照粉体重量的30%称量；捏合后的煤膏均匀的输送到造粒机中，进行造粒，造好的颗粒经筛分后送到烘干系统烘干，干燥后的颗粒输送至炭活化一体炉系统进行炭化活化，炭化活化后的物料经冷却后筛分包装，生产出φ5mm的烟气脱硫脱硝炭。
30.实施例3与实施例1、2不同在于，基础原料为无烟煤和兰炭混合，占混合原料重量的45%，强度调节原料为焦煤、沥青，活性调节原料为烟煤，强度调节原料占混合原料重量的45%，而活性调节原料混合原料重量的10%。
31.研磨颗粒度为190目，生物基粘合剂添加量为混合原料重量的1%，水的添加量为混合原料重量的25%，生产φ6mm烟气脱硫脱硝炭。
32.实施例4与实施例1、2、3不同在于，基础原料为兰炭，占混合原料重量的40%，强度调节原料为沥青，活性调节原料为弱粘煤（烟煤的一种），强度调节原料占混合原料重量的20%，而活性调节原料混合原料重量的40%。
33.研磨颗粒度为300目，生物基粘合剂添加量为混合原料重量的2%，水的添加量为混合原料重量的25%，生产φ8mm烟气脱硫脱硝炭。
34.从上述实施例子能看出，本发明是一种生产脱硫脱硝炭（俗称活性焦）的方法，将无烟煤、兰炭、焦煤、烟煤、褐煤中的一种或多种按照一定比例和一定比例的沥青混合；将混合后的物料进行破碎磨粉；将混合后的物料进行破碎磨粉；将搅拌后的物料进行成型造粒；将造好的颗粒烘干或晾干，将干燥后或未干燥的物料颗粒投入炭活化一体炉进行炭化活化得到脱硫脱硝炭。
35.与现有技术相比，具有以下优点：1、使用干法混捏成型工艺替代煤焦油混捏成型工艺，解决了长期以来，物理法生产活性焦以煤焦油为粘结剂存在的很多不能克服的弊病。减少了vocs气体造成的环境污染，提高了安全性能，提高了产品得率，降低了烟气量排放，减少了运行负荷和烟气处理费用，从而减少了运行成本。
36.2、通过使用生物基粘合剂，提高成型料冷强度，减少成型料在输送和炭活化阶段的破损率，提高产品得率，降低原料成本。
37.3、粘合剂中官能团提高了活性焦的脱硫指标，通过调节粘合剂中的高分子成分，从而可以调节压条料中的官能团的类型，在炭活化一体工艺中将官能团加载在碳基表面，从而提高碳基的表面极性，从而提高活性焦对极性分子so2的吸附速度，从而提高活性焦的脱硫指标达到并超过活性焦国家标准中特级品的脱硫指标要求。