一种烟气净化再成型活性炭及其制备方法和装置与流程

本发明涉及活性炭，具体为一种烟气净化再成型活性炭及其制备方法和装置。

背景技术：

1、活性炭发达的孔隙结构和丰富的表面官能团使其具有优良的吸附性能和催化性能，因此，广泛应用于烟气治理、空气净化、水处理、医药、化工等领域。脱硫脱硝活性炭作为干法烟气治理工艺的核心吸附剂，在燃煤烟气净化领域也得到广泛应用。

2、铁矿石烧结烟气具有体量大、湿度大、成分波动大等不利于烟气净化的特征。活性炭法烟气治理工艺可达到烧结烟气超低排放标准，所以在烧结烟气净化领域得到极大地推广。活性炭在移动床净化设施中不断被磨损形成粉末，进而不能继续循环使用，净化1吨烧结矿生产过程产生的烟气需要消耗1kg活性炭，因此，活性炭粉的产生量非常巨大。

3、活性炭在烟气净化循环使用过程中容易形成活性炭粉，如果能够将活性炭粉重新固结成柱状的活性炭，并继续用于烟气净化，将有利于充分利用活性炭粉优良的烟气净化性能，提高烟气净化效率，减少资源浪费。

4、现阶段这些活性炭粉在钢铁厂都是被运到高炉喷吹燃烧，仅仅是其热值的利用，并没有发挥其更大的作用，不仅造成了资源以及能源的浪费，还污染环境。而且，回收的活性炭粉用于钢铁厂高炉喷吹燃烧时还导致高炉铁水的品质受到影响。

技术实现思路

1、本发明目的在于解决现有铁矿石烧结烟气脱硫脱硝活性炭粉作为烧结燃料，不能发挥其优良催化和吸附性能而造成资源浪费的问题。同时，本发明通过优选活性炭粉粒级以解决以往回收利用烟气净化活性炭粉再成型工艺造成钾、钠、锌、铅等有害元素富集降低成型活性炭品质的问题。

2、为了解决上述问题，本发明是采用如下技术方案实现的：

3、一种烟气净化活性炭粉制备再成型活性炭的方法，包括以下步骤：

4、步骤一、对烟气净化活性炭粉进行干燥后筛分，取筛上料进行磨粉处理，得到活性炭粉料；

5、步骤二、向所述活性炭粉料中加入粘结剂并混捏形成捏合料；

6、步骤三、将所述捏合料挤压成型，形成成型料并进行风干；

7、步骤四、将风干后的成型料进行炭化处理形成炭化料；

8、步骤五、将所述炭化料进行活化处理，得到再成型活性炭。

9、优选的，所述烟气净化活性炭粉为脱硫脱硝柱状活性炭在烟气净化循环使用过程中产生的活性炭粉，更优选的，为产生的粒径小于2mm的活性炭粉。

10、优选的，所述筛分为使用100目筛网对所述烟气净化活性炭粉进行过筛，筛除小于0.15mm(100目)的粒级。

11、优选的，所述筛上料的粒级范围为大于0.15mm，更优选的，所述筛上料为大于1mm粒级。

12、优选的，所述活性炭粉料粒度要求为200目至少70％通过。

13、优选的，所述粘结剂为有机粘结剂中的一种或者多种。

14、优选的，所述粘结剂为煤焦油。

15、优选的，所述烟气为铁矿石烧结烟气。

16、优选的，所述混捏为在捏合机中加热所述活性炭粉料，再加入加热的粘结剂后进行混捏，更优选的，加热到45℃左右，混捏至少30min。

17、优选的，所述活性炭粉料和粘结剂按照质量份数1.8～2.2:1进行配比。

18、优选的，所述挤压成型设备为四柱液压机的压力下用钢制模具将混捏好的物料挤压成型，成型料直径为9mm，将成型料风干24小时后备用。

19、优选的，在550～650℃温度下对所述成型料进行炭化35～45min，炭化过程中用氮气作为保护气。

20、优选的，在880～920℃温度下以水蒸气作为活化剂进行所述活化。

21、本发明还公开了一种烟气净化活性炭粉制备的再成型活性炭，所述再成型活性炭由回收的烟气净化活性炭粉经筛分后的筛上料，经磨粉、粘结、混捏、成型、炭化、活化后制成。

22、优选的，所述再成型活性炭的脱硫值为28.27mg/g，脱硝率为52.87％。

23、优选的，所述烟气净化活性炭粉为活性炭烟气净化设施产生的粒径小于2mm的活性炭粉。

24、本发明还公开了一种制备再成型性活性炭的装置，其主要包括以下依次连接的设备：

25、磨粉机，用于对烟气净化活性炭粉进行磨粉以获得活性炭粉料；

26、捏合机，用于对活性炭粉料和粘结剂进行混捏以形成捏合料；

27、液压成型机，用于对捏合料进行成型以形成成型料；

28、炭化炉，用于对成型料进行炭化，以形成炭化料；

29、活化炉，用于对炭化料进行活化，以形成再成型活性炭。

30、优选的，所述烟气净化活性炭粉进行磨粉前，先进行筛分、取筛上料进行磨粉，更优选为使用100目筛网对所述烟气净化活性炭粉进行过筛，筛除小于0.15mm(100目)的粒级。

31、优选的，捏合机具有加热功能，将搅拌过程中的活性炭粉料加热到一定温度后，将加热后的煤焦油缓缓加入到活性炭粉料中，保持相对较高的温度以增强加入到活性炭粉中的煤焦油流动性，使其与活性炭粉料混合得更加均匀。

32、优选的，捏合料放入液压成型机中挤压成条，在液压机的重压下，物料通过成型模具被挤压成条，形成成型料；模具中孔道直径为9mm，孔道入口处有5mm的倒角，进入孔道中的物料被进一步压缩，使所得成型料更加致密。

33、优选的，对所述成型料进行风干处理，经风干的成型料放入炭化炉中进行炭化工序以形成炭化料，所述炭化炉为回转式炭化炉，包括圆柱形滚筒，分为升温段和恒温段，具有一定的倾斜角度，在滚筒旋转过程中成型料由炉口的升温段移动的恒温段，以完成炭化过程，形成初级孔隙；完成炭化过程所需的热量由炭化过程中产生的煤气燃烧提供，煤气不足时需要外部燃料供热。

34、优选的，对所述炭化料进行二次筛分处理，以筛除细粒级颗粒后被送入slep活化炉中进行活化扩孔，slep炉分为左右两个燃烧室，两个燃烧室交替燃烧/供热，slep炉所使用的热量是活化过程中释放出的煤气，煤气不足时需要外部燃料供热；活化剂为饱和水蒸气，在合适的温度下水蒸气与活性炭中的固定碳发生水煤气反应，形成孔隙。

35、本发明方法具有如下优点：

36、1、在脱硫脱硝装置的运行过程中，脱硫脱硝活性炭发生磨损产生大量的活性炭粉，通过本发明，这些炭粉被再成型为脱硫脱硝活性炭，进入脱硫脱硝装置中再利用，实现了炭粉再生、循环使用，提高炭粉的利用率，节约了煤炭资源，解决了脱硫脱硝装置炭粉处理难的问题。

37、2、本发明设计合理，使用回收炭粉再生脱硫脱硝活性炭技术，有利于废物回收，资源循环利用，减少资源浪费，保护环境；并且本发明的活性炭再成型工艺较传统脱硫脱硝活性炭生产成本更低。

38、3、相比于以煤为原料制备脱硫脱硝活性炭，由于活性炭粉自身孔隙较为发达，因此，本发明利用回收活性炭粉再成型制备脱硫脱硝活性炭，可降低活化造孔的温度和时间，节省能耗，同时获得脱硫脱硝性能良好的再生活性炭；由于活性炭粉自身具有丰富的含氧官能团，本发明以回收活性炭粉为原料生产出再成型活性炭脱硝性能优越。将活性炭粉重新制备成柱状活性炭实现了固体废弃物的循环利用，可降低活性炭粉作为燃料燃烧而造成的碳排放。

39、4、本发明通过优选粒级，筛除小于0.15mm粒级的筛分物，可以将再成型活性炭中的钾、钠、锌、铅等有害元素含量控制在较低范围内，降低因使用活性炭粉而不作处理而带来的钾、钠、锌、铅等有害元素含量富集对活性炭再成型以及高炉冶炼生产的不利影响。