背景技术

煤质颗粒活性炭制备工艺过程中，混捏成型工段对颗粒活性炭最终产品的强度、外观及产品的得率都有很大的影响，其过程是将煤粉与一定比例的粘结剂、水在设定的温度下进行充分混合，使加入的粘结剂、水与煤粉经过充分的浸润、渗透和分散均匀，煤粉在粘结剂和水的存在下产生界面化学凝聚成松散装物料，具有挤压变形的可塑性，易于成型和提高产品强度。

在混捏成型工段加入粘结剂的作用一是黏结煤粉，使煤粉与粘结剂均匀混合后在压力作用下易于成型；二是制备的炭条容易在炭化过程中形成活性炭使用所要求的强度。粘结剂的种类有很多，如煤焦油、淀粉、羟甲基苯磺酸钠、木质素等。目前煤质颗粒活性炭工业化生产时所采用的粘结剂依然是煤焦油，但是采用的煤焦油均为煤焦油深加工后产物，产品指标变化较大，品质良莠不齐。主要原因是一下两点，一是焦化企业炼焦副产物煤焦油中的沥青含量为40％左右，达不到活性炭所需煤焦油沥青含量50-65％的指标需求，掺配其它产物，达到沥青含量为50-65％的要求。二是大型焦化企业实施产业技术改造，将原生煤焦油中轻油、洗油、蒽油、萘、酚等通过精馏分离出高附加值组分，剩余组分当做次生焦油供给下游用户。下游用户掺杂了苯渣或油渣等物质，虽然煤焦油的沥青含量都能达到采购技术需求，但是煤焦油中的主要产物含量发生了很大变化，现在还没有有效手段进行检测分析。在使用过程中其流动性极差，生产过程中成型条易碎，而且生产出的活性炭外观浮灰大，表面光洁度差。

目前，实验室研究了很多种树脂类粘结剂，而且多处于实验室研究阶段，并没有进行工业化的应用。如专利CN111849100提供活性炭粘结剂及其制备方法，将聚乙烯醇、水和乳化硅油按照质量百分比为10-40％、40-60％和5-15％的比例混合后，在搅拌状态下加热至60-100℃，待全部溶解后，在保温状态下搅拌5-15min备用；将氢氧化钾缓慢加入备好的水中，并不停搅拌降温，按质量百分比为水40-60％、氢氧化钾10-30％的比例混合，全部溶解；将配置好的氢氧化钾溶液缓慢加入聚乙烯醇溶液中，待形成均匀溶液，一次加入改性剂、增韧剂和交联剂、冷却至室温后即为成品粘结剂。然而，其需要原料种类较多，而且配制复杂，规模化应用较为困难。

CN108298537提供了一种环保型活性炭粘结剂及其制备方法，原料沥青准备：将中间相油10-15％、35-50沥青、0.1-0.2％乳化剂Ⅰ按比例混合后，在搅拌状态下加热至80-100℃，待全部溶解后，在保温状态下搅拌5-10min后，备用；皂液配制：将水、乳化剂Ⅱ0.2-0.5％、氢氧化钠0.1-0.5％按上述比例混合后，在搅拌状态下全部溶解后备用。将制备好的原料沥青缓慢加入皂液中，待形成均匀的黑色溶液，冷却至室温后即为成品。然而，其由沥青、乳化油、乳化剂等原料进行配掺搅拌而成，应用后产品强度低，制备工艺繁琐，规模化应用不可控。

CN102533375A公开了一种用煤焦油加工产品配置活性炭粘结剂的方法。该粘结剂是采用脱除了工业萘的煤焦油，加入洗油、蒽油等稀料，调节焦油的粘度和沥青含量等指标，达到活性炭用粘结剂原料的使用要求。然而，其以脱除萘原料的煤焦油为基料，添加洗油、蒽油萘组分，基料煤焦油质量变化较大，造成调配后产品粘结剂的质量波动大。