一種活性焦的制備方法
【專利說明】
[0001]技術領域:
本發明涉及活性焦技術領域，尤其是一種活性焦的制備方法。
[0002]【背景技術】:
生物質快速熱解制取生物油技術越來越受到關注，工藝發展有了長足的進步，在生物質快速熱解的過程中會生成大量的半焦，由于半焦未熱解完全，具有一定的孔隙結構，但未改性半焦的吸附能力不及普通活性炭，無論煤熱解半焦還是工業半焦，在用于吸附劑之前均需進行活化以提高其吸附性能。近年來，隨著我國對環境保護力度的增加，用于廢氣、廢水處理等方面的活性炭用量不斷增加，況且活性炭的價格偏高，造成企業的環保成本增加，而改性半焦的價格只有活性炭價格的50%左右，因此，加強改性半焦的應用研究在我國具有重要的理論意義和實際意義。
[0003]目前，半焦改性的活化技術主要為物理活化及化學活化。化學活化是以ZnCl2、KOH、H3PO4, HNO3等為活化劑，與炭化料混合后在500-900°C、常壓下直接活化制備活性炭。由于化學活化對設備腐蝕性大、污染環境，并且制備的活性炭中易殘留化學藥品，因此其應用受到限制；物理活化法是指在惰性氣體保護下，以02、CO2、水蒸汽以及它們的混合氣體等作為活化劑，炭化料與活化劑在常壓、700-100(TC反應制備多孔炭材料。隨著活性焦越來越廣泛的應用和市場需求的不斷擴大，活性焦制備工藝的研究開發越來越迫切。
【發明內容】
[0004]本發明的目的就是針對現有技術存在的缺陷，提供半焦改性制備活性焦的方法。其技術方案為:本發明所提供的活性焦的制備方法，包括以下步驟:
(1)將原料半焦進行預處理，粉碎至1-lOmm，放入干燥器中干燥，干燥溫度為120°C，干燥時間為2小時；
(2)將預處理后的半焦顆粒放入炭化活化爐內，在惰性氣體保護下以3-8°C/min的速率升溫至450-600°C，恒溫20-40min，然后以1_5°C /min的速率升溫至750_850°C，通入水蒸汽，水蒸汽通入量與半焦的質量比=(2-8): 1，活化10-30min后停止通水蒸汽，再以1-5 °C /min的速率升溫至850_950°C，通入C02，CO2流量lO-lOOml/min，活化時間為60-240min ；
(3)炭化活化爐降溫后，即得到活性焦產品。
[0005]步驟(2)中活化劑選用水蒸汽和CO2兩種，并且活化順序為先用水蒸汽活化再用CO2活化。
[0006]所制得的活性焦具有發達的微孔和介孔。
[0007]本發明方法合理實用，制作工藝簡單，本發明原料來源廣泛、廉價易得，所制得的吸附劑具有發達的微孔和介孔，比表面積大，吸附效果好，提高了生產效率和經濟效益，適合普遍推廣使用。
【具體實施方式】
[0008]實施例1
先將半焦粉碎至1-lOmm，120°C干燥2h，稱取10g放入炭化活化爐，在惰性氣體保護下以8°C /min的速率升溫至550°C，恒溫30min，然后以5°C /min的速率升溫至850°C，通入水蒸汽，水蒸汽通入量與半焦的質量比=5:1，活化30min后停止通水蒸汽，再以5 °C /min的速率升溫至930°C，通入C02，CO2流量70ml/min，活化時間為180min，所得活性焦的比表面積為894m2/g,碘吸附值為819mg/g,苯吸附值657mg/g,亞甲基藍值為453mg/g。
[0009]實施例2
先將半焦粉碎至1-lOmm，120°C干燥2h，稱取10g放入炭化活化爐，在惰性氣體保護下以6°C /min的速率升溫至500°C，恒溫30min，然后以3°C /min的速率升溫至800°C，通入水蒸汽，水蒸汽通入量與半焦的質量比=4:1，活化1min后停止通水蒸汽，再以3 °C /min的速率升溫至900°C，通入C02，CO2流量50ml/min，活化時間為120min，所得活性焦的比表面積為721m2/g,碘吸附值為653mg/g,苯吸附值538mg/g,亞甲基藍值為305mg/g。
[0010]實施例3
先將半焦粉碎至1-lOmm，120°C干燥2h，稱取10g放入炭化活化爐，在惰性氣體保護下以6°C /min的速率升溫至500°C，恒溫30min，然后以5°C /min的速率升溫至850°C，通入水蒸汽，水蒸汽通入量與半焦的質量比=3:1，活化20min后停止通水蒸汽，再以5 °C /min的速率升溫至950°C，通入C02，CO2流量30ml/min，活化時間為120min，所得活性焦的比表面積為811m2/g,碘吸附值為746mg/g,苯吸附值608mg/g,亞甲基藍值為333mg/g。
【主權項】
1.一種活性焦的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)將原料半焦進行預處理，粉碎至1-lOmm，放入干燥器中干燥，干燥溫度為120°C，干燥時間為2小時； (2)將預處理后的半焦顆粒放入炭化活化爐內，在惰性氣體保護下以3-8°C/min的速率升溫至450-600°C，恒溫20-40min，然后以1_5°C /min的速率升溫至750_850°C，通入水蒸汽，水蒸汽通入量與半焦的質量比=(2-8): 1，活化10-30min后停止通水蒸汽，再以1-5 °C /min的速率升溫至850_950°C，通入C02，CO2流量10-100ml/min，活化時間為60-240min ； (3)炭化活化爐降溫后，即得到活性焦產品。
2.根據權利要求1所述的一種活性焦的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中活化劑選用水蒸汽和CO2兩種，并且活化順序為先用水蒸汽活化再用CO2活化。
3.根據權利要求1或2所述的一種活性焦的制備方法，其特征在于:所制得的活性焦具有發達的微孔和介孔。
【專利摘要】本發明提供一種活性焦的制備方法。其技術方案為：該方法包括以下步驟：（1）將原料半焦進行預處理，粉碎至1-10mm，放入干燥器中干燥，干燥溫度為120℃，干燥時間為2小時；（2）將預處理后的半焦顆粒放入炭化活化爐內，在惰性氣體保護下以3-8℃/min的速率升溫至450-600℃，恒溫20-40min，然后以1-5℃/min的速率升溫至750-850℃，通入水蒸汽，水蒸汽通入量與半焦的質量比=(2-8):1，活化10-30min后停止通水蒸汽，再以1-5℃/min的速率升溫至850-950℃，通入CO2，CO2流量10-100ml/min，活化時間為60-240min；（3）炭化活化爐降溫后，即得到活性焦產品。所制得的吸附劑具有發達的微孔和介孔，比表面積大，吸附效果好。
【IPC分類】C01B31-10
【公開號】CN104628001
【申請號】CN201310550831
【發明人】劉兆燕, 陳鑫成, 常錫強
【申請人】山東泰然新能源有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2013年11月9日