常用的成型粘合劑原料

    （1）煤焦油

    煤焦油是柱狀成型活性炭生產(chǎn)的常用粘合劑，因其與煤炭的同源性，可對煤粉進(jìn)行充分浸潤，使成型料質(zhì)地均勻，在后繼的加工過程（如氧化、炭化、活化）中機(jī)械性能優(yōu)良，可加工性能優(yōu)越，被用作大多數(shù)柱狀活性炭生產(chǎn)企業(yè)的必備原料。

    煤焦油是煤炭干餾產(chǎn)品之一，根據(jù)干餾溫度的不同，煤焦油可分為低溫、中溫和高溫煤焦油三類，活性炭行業(yè)常選用高溫煤焦油做粘合劑。高溫煤焦油是煤炭在900-1050℃干餾（焦化）過程中，因揮發(fā)分逸出和裂解反應(yīng)產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣（荒煤氣）經(jīng)冷凝冷卻后得到的液態(tài)產(chǎn)物，含數(shù)千種化合物，可經(jīng)分餾得到輕油、酚油、萘油、洗油、蒽油等餾份與瀝青，從餾份中可提取酚、萘、蒽、菲等重要化工原料。焦油中的瀝青質(zhì)是活性炭制造的有效粘合成分。

    高溫煤焦油應(yīng)符合“GB3701-83高溫煤焦油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”規(guī)定。煤質(zhì)活性炭制造企業(yè)常采用蒸餾法判定煤焦油的質(zhì)量是否符合制造要求，分別測定＜176℃、176-216℃、216-266℃和266-356℃各餾程的餾份（分別對應(yīng)于水分、輕油、重油和蒽油），356℃時(shí)的蒸餾殘余物為瀝青質(zhì)。活性炭制造要求有效成分瀝青質(zhì)含量應(yīng)不少于55%，蒽油含量應(yīng)不高于10%。

    若焦油瀝青質(zhì)含量＞60%時(shí)，應(yīng)選用防腐油、重油或綠油做稀釋劑予以稀釋，且稀釋劑應(yīng)符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：

    A、稀釋用工業(yè)防腐油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（YB296-64）。

    B、稀釋用工業(yè)重油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（YB1091-60）。

    C、稀釋用工業(yè)綠油質(zhì)量規(guī)定。

    若煤焦油瀝青含量＜50%時(shí)，應(yīng)選擇固體瀝青粉做調(diào)整劑，加入適量瀝青粉后加熱攪拌使溶解均勻，然后使用。

    一般地，運(yùn)至活性炭廠的煤焦油應(yīng)貯存到焦油貯槽中，并用蒸汽盤管間接加熱，使其在40-80℃條件下陳化4-6天以排出過量水分并促使部分成分發(fā)生交聯(lián)、聚合反應(yīng)，調(diào)整其粘度和流動(dòng)性。然后用泵輸送至生產(chǎn)現(xiàn)場的調(diào)質(zhì)槽中，加稀釋劑或?yàn)r青粉，攪拌、加熱至符合瀝青含量要求和溫度要求（≥80℃）后，才允許進(jìn)入混合成型工序使用。

    （2）煤瀝青

    煤瀝青分為中溫、高溫和改質(zhì)高溫煤瀝青三種，其軟化點(diǎn)依次遞增。

    煤焦油經(jīng)加熱靜置初步脫水、加碳酸鈉脫銨鹽預(yù)處理后進(jìn)入管式爐的對流段和一段蒸發(fā)器深度脫水，然后于連續(xù)式焦油蒸餾裝置中依次蒸餾出輕油、酚油、萘油、洗油、蒽油等餾分，塔釜中的殘液為瀝青，凝固后即為中溫煤瀝青（軟化點(diǎn)70-90℃）；中溫煤瀝青經(jīng)空氣吹制、高溫氧化后可獲得高溫煤瀝青（軟化點(diǎn)130℃以上）；采用適當(dāng)配比的中溫瀝青、脫晶蒽油和焦油輕油調(diào)制成軟瀝青，將軟瀝青預(yù)熱到135℃，換熱后升溫至310℃，進(jìn)入管式爐的對流段進(jìn)一步預(yù)熱，然后轉(zhuǎn)入輻射段，同時(shí)注入壓力為30kgf/cm2的直接水蒸汽，使溫度達(dá)到490℃并保持良好的流動(dòng)性，將得到的高溫混相流體導(dǎo)入焦化塔底部，于460℃，3kgf/cm2操作條件下進(jìn)行延遲焦化，排出焦化輕油、焦化重油及煤氣后，于塔釜中得到改質(zhì)高溫煤瀝青（又稱延遲焦，其軟化點(diǎn)可達(dá)150-180℃以上）。

    （3）石油瀝青

    歐美國家很早以前即有過將石油瀝青用作煤質(zhì)壓塊活性炭的煤粉粘合劑的報(bào)道，但關(guān)于所選石油瀝青的技術(shù)指標(biāo)問題，至今都未拿到完整的資料，僅知道采用的是一種經(jīng)過調(diào)質(zhì)后的高軟化點(diǎn)石油瀝青材料。

    從國內(nèi)生產(chǎn)的石油瀝青的試制情況看，由于石油瀝青來源于水生動(dòng)物，而煤炭來源于陸生植物，二者的相容性不佳，雖然選用高軟化點(diǎn)的裂解石油瀝青焦粉或延遲石油瀝青針狀焦粉與煤粉可以制得高強(qiáng)度的壓塊型料，但在后繼的熱處理過程（氧化或炭化）中因這種差的相容性會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重脫粉及強(qiáng)度達(dá)不到實(shí)用性要求。更多地，石油瀝青及其進(jìn)一步的焦化產(chǎn)物被用作柱狀活性炭的調(diào)節(jié)性固體原料或主原料，而不是用作粘合劑，或是用作活性炭纖維的制造原料。

    （4）工業(yè)淀粉

    工業(yè)淀粉被用作煤質(zhì)活性炭的制造原料更大程度上是一種無奈的選擇，對于我國南方的少量煤質(zhì)活性炭制造企業(yè)，由于沒有足夠的高溫煤焦油或改質(zhì)煤瀝青的來源，需要生產(chǎn)成型活性炭時(shí)，嘗試使用工業(yè)淀粉或加水調(diào)制成的淀粉糊作粘合劑，雖然通常制成的成型炭強(qiáng)度僅有75-85%，且熱處理時(shí)伴隨有較嚴(yán)重的脫粉現(xiàn)象，但聊勝于無，且產(chǎn)品亦有一定的應(yīng)用。近年來北方地區(qū)因煤焦油供應(yīng)緊張且價(jià)格劇烈上揚(yáng)，部分活性炭制造企業(yè)也正在嘗試用淀粉及其改性產(chǎn)物（如化學(xué)糊精增強(qiáng)型淀粉）作替代品來生產(chǎn)柱狀活性炭。

    （5）工業(yè)廢液

    被用作煤質(zhì)活性炭制造過程粘合劑的工業(yè)廢液有亞硫酸紙漿廢液、糖蜜廢液等，多用作煤質(zhì)球形活性炭的造球工序粘合劑，亦有少量用于柱狀活性炭生產(chǎn)的實(shí)踐。

    （6）木焦油

    當(dāng)采用泥煤、褐煤為原料制造柱狀成型活性炭時(shí)，使用經(jīng)脫水、淺度脫木醋酸后的木焦油作粘合劑要比使用高溫煤焦油更為有利，可以較好地獲得具“開放型”大中孔隙結(jié)構(gòu)的炭產(chǎn)品。