任改玲（大同煤業(yè)金鼎活性炭有限公司，山西 大同 037000）

煤基活性炭主要分為原煤破碎活性炭、壓塊破碎顆粒活性炭（以下簡稱“壓塊炭”）及柱狀活性炭。其中壓塊炭生產(chǎn)工藝由于其原料范圍廣、生產(chǎn)能力大、產(chǎn)品機械性能強、吸附性能好且穩(wěn)定、生產(chǎn)過程相對清潔等優(yōu)點，在我國活性炭制備領域得到越來越多的應用[1-2]。

活性炭的孔結構是其起到吸附、分離作用的關鍵因素，不同的應用途徑對活性炭孔結構有著不同的要求[3]。解煒[4]等研究了大同煤中配入無煙煤及褐煤后對活性炭孔結構發(fā)育的影響規(guī)律。查春梅[5]等以長焰煤為原料，采用預氧化-活化工藝制備出比表面積達1241.5m2/g的活性炭。本實驗以新疆長焰煤為主，配以比利時粘結性煙煤，采用水蒸氣活化法，探索壓塊法制備具有較高糖蜜值的壓塊炭工藝。

1 試驗

1.1 試驗煤樣

實驗用煤選用新疆長焰煤（XJ）及比利時粘結性煙煤（BLS），其工業(yè)分析見表1。

表1 煤樣的工業(yè)分析

1.2 活性炭的制備

1）配煤方案

新疆長焰煤無粘結性，無法直接用壓力機壓塊成型，因此在原料中配入5%煤瀝青進行壓塊試驗。利用新疆煤與比利時煤按100:0、70:30及50:50進行不同質(zhì)量配比試驗。

2）制備工藝

每次試驗將原料煤按確定的比例充分混合后，配入5%煤瀝青，放入球磨機內(nèi)進行磨粉，待煤粉325 目通過率達90%以上，將煤粉從球磨機中卸出加入壓塊機內(nèi)，在30MPa 成型壓力下壓制成約Φ20mm×10.5mm膠囊狀，自然風干后將物料塊破碎至5～13mm的不規(guī)則顆粒。

利用ST-50 型炭化爐和SH-50 型大肚管式活化爐分別開展物料的炭化和活化過程，裝置如圖1所示。

煤基活性炭的炭化過程控制理論已經(jīng)發(fā)展的非常成熟，可通過升溫速率和炭化終溫的控制保證以固相炭化為主，形成石墨化程度較低的炭化料[6-7]。為了更貼合工業(yè)生產(chǎn)實際，炭化過程在180℃左右進料，以3.5℃/min的升溫速率升至600℃并恒溫30min。

水蒸氣與炭的活化反應溫度是750～950℃，活化條件對活性炭孔隙結構的影響也已被人們普遍研究[8,9]。在活化終溫為930℃，水蒸氣通入量為2.4mL/(g·h)條件下進行活化，活化時間為150min。

1.3 樣品表征

根據(jù)GB/T7702《煤質(zhì)顆?；钚蕴吭囼灧椒ā废嚓P規(guī)定測定活性炭樣品的碘值和亞甲藍值。

2 試驗結果與結論

2.1 配煤對壓塊炭性能的影響

XJ煤與BLS煤在不同質(zhì)量配比（100:0、70:30及50:50）條件下，制得的壓塊炭性能測試結果見表2。

表2 不同配比煤樣制得的壓塊炭性能測試結果

由表2可知，隨著比利時煤配入量的增加，活性炭的糖蜜值呈現(xiàn)先增加后趨于平緩的趨勢。碘吸附值主要衡量活性炭微孔（2nm 以下）的發(fā)達程度，而亞甲基藍吸附值可衡量中孔（2-50nm）的發(fā)達程度，糖蜜值是指能進入活性炭的最小孔徑為2.8nm[10]。相較于XJ 煤與BLS 煤質(zhì)量比為70:30 和50:50 來說，純XJ 煤制得的壓塊炭的平均孔徑更小一些，且小于2nm，代表活性炭的孔隙分布以微孔為主，直觀表現(xiàn)就是活性炭的碘值及比表面積大。當XJ 煤與BLS 煤質(zhì)量比為70:30 時，活性炭的糖蜜值達到209，平均孔徑為2.12nm，處于中孔范圍，亞甲藍值及糖蜜值均達到高值。并且強度為96.6%，大于國標要求的95%。

2.2 驗證實驗

由上述實驗可知，隨著比利時煤配入量的增加，活性炭的糖蜜值先增加明顯，當配入量達30%后趨于平緩。為了驗證30%處是否為轉折點，選擇XJ 煤與BLS 煤質(zhì)量比為75:25 依照上述方法進行試驗。制得的活性炭的糖蜜值為200，說明當XJ煤與BLS煤質(zhì)量比為70:30時是制備高糖蜜值壓塊炭的最佳工藝條件。

3 結語

以新疆長焰煤和比利時粘結性煙煤為原料，分別按照質(zhì)量比100:0、70:30 和50:50 進行試驗，制備具有較高糖蜜值的壓塊炭。結果表明：當比利時煤配入量為30%時，制得的壓塊炭的綜合性能最佳，其碘值為1052mg/g，亞甲藍值為225mg/g，糖蜜值為209，強度為96.6%。