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可生产煤质活性炭的粘合剂的种类
可生产煤质活性炭的粘合剂的种类
发布时间:2018/5/16 17:00:21      来源:http://www.huoxingtan123.com      浏览:

    常用的成型粘合剂原料

    (1)煤焦油

    煤焦油是柱状成型活性炭生产的常用粘合剂,因其与煤炭的同源性,可对煤粉进行充分浸润,使成型料质地均匀,在后继的加工过程(如氧化、炭化、活化)中机械性能优良,可加工性能优越,被用作大多数柱状活性炭生产企业的必备原料。

    煤焦油是煤炭干馏产品之一,根据干馏温度的不同,煤焦油可分为低温、中温和高温煤焦油三类,活性炭行业常选用高温煤焦油做粘合剂。高温煤焦油是煤炭在900-1050℃干馏(焦化)过程中,因挥发分逸出和裂解反应产生的焦炉煤气(荒煤气)经冷凝冷却后得到的液态产物,含数千种化合物,可经分馏得到轻油、酚油、萘油、洗油、蒽油等馏份与沥青,从馏份中可提取酚、萘、蒽、菲等重要化工原料。焦油中的沥青质是活性炭制造的有效粘合成分。

    高温煤焦油应符合“GB3701-83高温煤焦油质量标准”规定。煤质活性炭制造企业常采用蒸馏法判定煤焦油的质量是否符合制造要求,分别测定<176℃、176-216℃、216-266℃和266-356℃各馏程的馏份(分别对应于水分、轻油、重油和蒽油),356℃时的蒸馏残余物为沥青质。活性炭制造要求有效成分沥青质含量应不少于55%,蒽油含量应不高于10%。

    若焦油沥青质含量>60%时,应选用防腐油、重油或绿油做稀释剂予以稀释,且稀释剂应符合相应的标准规定:

    A、稀释用工业防腐油质量标准(YB296-64)。

    B、稀释用工业重油质量标准(YB1091-60)。

    C、稀释用工业绿油质量规定。

    若煤焦油沥青含量<50%时,应选择固体沥青粉做调整剂,加入适量沥青粉后加热搅拌使溶解均匀,然后使用。

    一般地,运至活性炭厂的煤焦油应贮存到焦油贮槽中,并用蒸汽盘管间接加热,使其在40-80℃条件下陈化4-6天以排出过量水分并促使部分成分发生交联、聚合反应,调整其粘度和流动性。然后用泵输送至生产现场的调质槽中,加稀释剂或沥青粉,搅拌、加热至符合沥青含量要求和温度要求(≥80℃)后,才允许进入混合成型工序使用。

    (2)煤沥青

    煤沥青分为中温、高温和改质高温煤沥青三种,其软化点依次递增。

    煤焦油经加热静置初步脱水、加碳酸钠脱铵盐预处理后进入管式炉的对流段和一段蒸发器深度脱水,然后于连续式焦油蒸馏装置中依次蒸馏出轻油、酚油、萘油、洗油、蒽油等馏分,塔釜中的残液为沥青,凝固后即为中温煤沥青(软化点70-90℃);中温煤沥青经空气吹制、高温氧化后可获得高温煤沥青(软化点130℃以上);采用适当配比的中温沥青、脱晶蒽油和焦油轻油调制成软沥青,将软沥青预热到135℃,换热后升温至310℃,进入管式炉的对流段进一步预热,然后转入辐射段,同时注入压力为30kgf/cm2的直接水蒸汽,使温度达到490℃并保持良好的流动性,将得到的高温混相流体导入焦化塔底部,于460℃,3kgf/cm2操作条件下进行延迟焦化,排出焦化轻油、焦化重油及煤气后,于塔釜中得到改质高温煤沥青(又称延迟焦,其软化点可达150-180℃以上)。

    (3)石油沥青

    欧美国家很早以前即有过将石油沥青用作煤质压块活性炭的煤粉粘合剂的报道,但关于所选石油沥青的技术指标问题,至今都未拿到完整的资料,仅知道采用的是一种经过调质后的高软化点石油沥青材料。

    从国内生产的石油沥青的试制情况看,由于石油沥青来源于水生动物,而煤炭来源于陆生植物,二者的相容性不佳,虽然选用高软化点的裂解石油沥青焦粉或延迟石油沥青针状焦粉与煤粉可以制得高强度的压块型料,但在后继的热处理过程(氧化或炭化)中因这种差的相容性会导致严重脱粉及强度达不到实用性要求。更多地,石油沥青及其进一步的焦化产物被用作柱状活性炭的调节性固体原料或主原料,而不是用作粘合剂,或是用作活性炭纤维的制造原料。

    (4)工业淀粉

    工业淀粉被用作煤质活性炭的制造原料更大程度上是一种无奈的选择,对于我国南方的少量煤质活性炭制造企业,由于没有足够的高温煤焦油或改质煤沥青的来源,需要生产成型活性炭时,尝试使用工业淀粉或加水调制成的淀粉糊作粘合剂,虽然通常制成的成型炭强度仅有75-85%,且热处理时伴随有较严重的脱粉现象,但聊胜于无,且产品亦有一定的应用。近年来北方地区因煤焦油供应紧张且价格剧烈上扬,部分活性炭制造企业也正在尝试用淀粉及其改性产物(如化学糊精增强型淀粉)作替代品来生产柱状活性炭。

    (5)工业废液

    被用作煤质活性炭制造过程粘合剂的工业废液有亚硫酸纸浆废液、糖蜜废液等,多用作煤质球形活性炭的造球工序粘合剂,亦有少量用于柱状活性炭生产的实践。

    (6)木焦油

    当采用泥煤、褐煤为原料制造柱状成型活性炭时,使用经脱水、浅度脱木醋酸后的木焦油作粘合剂要比使用高温煤焦油更为有利,可以较好地获得具“开放型”大中孔隙结构的炭产品。

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