本发明涉及改性活性炭材料技术领域，具体是一种工业尾气脱硫脱硝用活性炭的制备方法。
背景技术：
化石燃料，如煤炭、石油、天然气等含有大量的有机、无机硫，在燃烧转化过程中，这些硫中的绝大部分会以H2S或SO2的形式出现，工业尾气中的H2S、NOX、SO2是对自然环境造成危害性的气体，H2S具有恶臭、腐蚀性和毒性，而NOX、SO2更是造成大气污染和产生酸雨的主要原因之一，如何去除废气中的H2S、NOX、SO2以保护环境，已经成为世界性的课题，而治理尾气的根本途径是采用有效的脱硫措施，针对我国的具体情况，开发切实可行的脱硫技术，控制H2S、NOX、SO2的排放量是极为迫切的，而目前工业烟道尾气脱硫脱硝技术是对我国H2S、NOX、SO2污染控制最为有效的技术；目前，对于工业尾气的治理方法大多采用湿法脱硫脱硝、半干法脱硫脱硝和干法脱硫脱硝，而干法脱硫脱硝主要采用活性炭，以达到低成本、高效率脱硫脱硝的目的，然而当H2S、COS、CS2、NOX、SO2的浓度很低时，普通的活性炭将无法达到净化效果，目前脱硫脱硝所使用的活性炭都是用半焦炭和粘结剂制成的，其生产脱硫脱硝活性炭的方法是，将半焦炭的活性炭做化学处理，以增加表面脱硫脱硝的能力，上述方法生产的活性炭虽然能脱硫脱硝，但这种活性炭仍存在着比表面积小，强度低，中孔不发达和脱硫脱硝效果差等缺点；因此，需要对现有技术的活性炭进行改性，从而提高工业尾气脱硫脱硝效果，达到污染零排放的标准。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种工业尾气脱硫脱硝用活性炭的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种工业尾气脱硫脱硝用活性炭的制备方法，包括以下步骤：
1)按照以下重量份的原料制备活性炭：不粘煤或弱粘煤60-80份、焦油10-20份、沥青10-15份、面粉胶水4-8份、海泡石1-2份、氢氧化钾或氧化镁1-3份、植物提取物2-4份；其中，植物提取物为玉米芯芯渣、燕麦或小麦麦麸、竹木屑中萃取得到的糠醇；制备过程为：各原料搅拌混匀后形成的膏体在成型机上挤压成条，之后在炭化炉中以600-800℃温度，30-60min时间隔绝空气加热炭化得到炭化料，炭化料粉碎过筛后得到活性炭；
2)将步骤1)制备的活性炭喷淋浓度为0.04-0.11g/ml的草酸溶液至完全湿润，接着将其置入碱液中恒温浸渍，浸渍温度为40-50℃，浸渍时间为4-8h，所述碱液为氢氧化物水溶液，氢氧化物为氢氧化钠，氢氧化钠为离子膜烧碱；
3)将步骤2)中浸渍后的活性炭氧化烘干，喷雾处理后得到脱硫脱硝活性炭。
作为本发明进一步的方案：所述步骤1)中，不粘煤或弱粘煤研磨至180-240目粒度，沥青、海泡石和氢氧化钾或氧化镁粉碎至粒径≤0.5mm，炭化料粉碎过筛后得到的活性炭平均粒径大于3.8mm。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤2)中，离子膜烧碱的纯度≥99％，碱液的质量浓度为30-80％。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤3)中，具体包括以下步骤：
1)将浸渍后的活性炭在热空气中氧化烘干，氧化烘干温度为180-220℃，氧化烘干时间为20-40min；
2)对氧化烘干后的活性炭进行喷雾处理，得到脱硫脱硝活性炭。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤1)中制备的活性炭，碘值＞1000mg/g，四氯化碳吸附率＞65％，堆积重＞420g/L，强度＞95％，灰分＜12％，水分＜2％，平均粒径＞3.8mm，其中＞8目的颗粒＜4％，小于4目的颗粒＜15％。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤3)中制备得到的脱硫脱硝活性炭，H2S穿透容量＞0.15gH2S/cc，水分＜15％，堆积重530-640g/L，平均粒径＞3.6mm，其中四氯化碳吸附率＞55％，强度＞95％，水容量＞70％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用不粘煤或弱粘煤与焦油、沥青、面粉胶水等混合制备成活性炭，工艺简单，硫容高，强度大，成本低；植物提取物的加入能改善活性炭内部结构性能，使其具有良好的中空结构，稳定性和分散性能增强；通过将活性炭在草酸和碱液中预浸，然后氧化烘干，喷雾处理后得到脱硫脱硝活性炭，比表面积大，强度高，中孔发达，增加了活性炭表面活性，表面富含官能团，使得H2S、NOX、SO2等酸性化合物与活性炭表面的碱性化合物发生酸碱中和，提高了脱硫效率脱硝效率，再生次数多，性能能够达到C8-7的性能，其脱硫脱硝效率较高；本发明的脱硫脱硝用活性炭适用于工业尾气排烟温度150-300℃范围内使用，具有很好的脱硫活性和脱硝活性，主要产物为可溶性硫酸盐，硝酸盐，单质硫存在很少，因此，容易再生，能实现工业尾气的零排放。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种工业尾气脱硫脱硝用活性炭的制备方法，包括以下步骤：
1)按照以下重量份的原料制备活性炭：不粘煤或弱粘煤60份、焦油10份、沥青10份、面粉胶水4份、海泡石1份、氢氧化钾或氧化镁1份、植物提取物2份；其中，植物提取物为玉米芯芯渣、燕麦或小麦麦麸、竹木屑中萃取得到的糠醇；制备过程为：不粘煤或弱粘煤研磨至180目粒度，沥青、海泡石和氢氧化钾或氧化镁粉碎至粒径≤0.5mm，各原料搅拌混匀后形成的膏体在成型机上挤压成条，之后在炭化炉中以600℃温度，30min时间隔绝空气加热炭化得到炭化料，炭化料粉碎过筛后得到平均粒径大于3.8mm的活性炭，活性炭碘值＞1000mg/g，四氯化碳吸附率＞65％，堆积重＞420g/L，强度＞95％，灰分＜12％，水分＜2％，平均粒径＞3.8mm，其中＞8目的颗粒＜4％，小于4目的颗粒＜15％；
2)将步骤1)制备的活性炭喷淋浓度为0.04g/ml的草酸溶液至完全湿润，接着将其置入碱液中恒温浸渍，浸渍温度为40℃，浸渍时间为4h，所述碱液为氢氧化物水溶液，氢氧化物为氢氧化钠，氢氧化钠为离子膜烧碱，离子膜烧碱的纯度≥99％，碱液的质量浓度为30％；
3)将步骤2)浸渍后的活性炭在热空气中氧化烘干，氧化烘干温度为180℃，氧化烘干时间为20min；对氧化烘干后的活性炭进行喷雾处理，得到脱硫脱硝活性炭。
实施例2
一种工业尾气脱硫脱硝用活性炭的制备方法，包括以下步骤：
1)按照以下重量份的原料制备活性炭：不粘煤或弱粘煤80份、焦油20份、沥青15份、面粉胶水8份、海泡石2份、氢氧化钾或氧化镁3份、植物提取物4份；其中，植物提取物为玉米芯芯渣、燕麦或小麦麦麸、竹木屑中萃取得到的糠醇；制备过程为：不粘煤或弱粘煤研磨至240目粒度，沥青、海泡石和氢氧化钾或氧化镁粉碎至粒径≤0.5mm，各原料搅拌混匀后形成的膏体在成型机上挤压成条，之后在炭化炉中以800℃温度，60min时间隔绝空气加热炭化得到炭化料，炭化料粉碎过筛后得到平均粒径大于3.8mm的活性炭，活性炭碘值＞1000mg/g，四氯化碳吸附率＞65％，堆积重＞420g/L，强度＞95％，灰分＜12％，水分＜2％，平均粒径＞3.8mm，其中＞8目的颗粒＜4％，小于4目的颗粒＜15％；
2)将步骤1)制备的活性炭喷淋浓度为0.11g/ml的草酸溶液至完全湿润，接着将其置入碱液中恒温浸渍，浸渍温度为50℃，浸渍时间为8h，所述碱液为氢氧化物水溶液，氢氧化物为氢氧化钠，氢氧化钠为离子膜烧碱，离子膜烧碱的纯度≥99％，碱液的质量浓度为80％；
3)将步骤2)浸渍后的活性炭在热空气中氧化烘干，氧化烘干温度为220℃，氧化烘干时间为40min；对氧化烘干后的活性炭进行喷雾处理，得到脱硫脱硝活性炭。
实施例3
一种工业尾气脱硫脱硝用活性炭的制备方法，包括以下步骤：
1)按照以下重量份的原料制备活性炭：不粘煤或弱粘煤70份、焦油15份、沥青12份、面粉胶水6份、海泡石1份、氢氧化钾或氧化镁2份、植物提取物3份；其中，植物提取物为玉米芯芯渣、燕麦或小麦麦麸、竹木屑中萃取得到的糠醇；制备过程为：不粘煤或弱粘煤研磨至210目粒度，沥青、海泡石和氢氧化钾或氧化镁粉碎至粒径≤0.5mm，各原料搅拌混匀后形成的膏体在成型机上挤压成条，之后在炭化炉中以600℃温度，30min时间隔绝空气加热炭化得到炭化料，炭化料粉碎过筛后得到平均粒径大于3.8mm的活性炭，活性炭碘值＞1000mg/g，四氯化碳吸附率＞65％，堆积重＞420g/L，强度＞95％，灰分＜12％，水分＜2％，平均粒径＞3.8mm，其中＞8目的颗粒＜4％，小于4目的颗粒＜15％；
2)将步骤1)制备的活性炭喷淋浓度为0.04g/ml的草酸溶液至完全湿润，接着将其置入碱液中恒温浸渍，浸渍温度为40℃，浸渍时间为4h，所述碱液为氢氧化物水溶液，氢氧化物为氢氧化钠，氢氧化钠为离子膜烧碱，离子膜烧碱的纯度≥99％，碱液的质量浓度为30％；
3)将步骤2)浸渍后的活性炭在热空气中氧化烘干，氧化烘干温度为180℃，氧化烘干时间为20min；对氧化烘干后的活性炭进行喷雾处理，得到脱硫脱硝活性炭。
实施例4
一种工业尾气脱硫脱硝用活性炭的制备方法，包括以下步骤：
1)按照以下重量份的原料制备活性炭：不粘煤或弱粘煤70份、焦油15份、沥青13份、面粉胶水6份、海泡石2份、氢氧化钾或氧化镁2份、植物提取物3份；其中，植物提取物为玉米芯芯渣、燕麦或小麦麦麸、竹木屑中萃取得到的糠醇；制备过程为：不粘煤或弱粘煤研磨至210目粒度，沥青、海泡石和氢氧化钾或氧化镁粉碎至粒径≤0.5mm，各原料搅拌混匀后形成的膏体在成型机上挤压成条，之后在炭化炉中以800℃温度，60min时间隔绝空气加热炭化得到炭化料，炭化料粉碎过筛后得到平均粒径大于3.8mm的活性炭，活性炭碘值＞1000mg/g，四氯化碳吸附率＞65％，堆积重＞420g/L，强度＞95％，灰分＜12％，水分＜2％，平均粒径＞3.8mm，其中＞8目的颗粒＜4％，小于4目的颗粒＜15％；
2)将步骤1)制备的活性炭喷淋浓度为0.11g/ml的草酸溶液至完全湿润，接着将其置入碱液中恒温浸渍，浸渍温度为50℃，浸渍时间为8h，所述碱液为氢氧化物水溶液，氢氧化物为氢氧化钠，氢氧化钠为离子膜烧碱，离子膜烧碱的纯度≥99％，碱液的质量浓度为80％；
3)将步骤2)浸渍后的活性炭在热空气中氧化烘干，氧化烘干温度为220℃，氧化烘干时间为40min；对氧化烘干后的活性炭进行喷雾处理，得到脱硫脱硝活性炭。
实施例5
一种工业尾气脱硫脱硝用活性炭的制备方法，包括以下步骤：
1)按照以下重量份的原料制备活性炭：不粘煤或弱粘煤70份、焦油15份、沥青13份、面粉胶水6份、海泡石1份、氢氧化钾或氧化镁2份、植物提取物3份；其中，植物提取物为玉米芯芯渣、燕麦或小麦麦麸、竹木屑中萃取得到的糠醇；制备过程为：不粘煤或弱粘煤研磨至210目粒度，沥青、海泡石和氢氧化钾或氧化镁粉碎至粒径≤0.5mm，各原料搅拌混匀后形成的膏体在成型机上挤压成条，之后在炭化炉中以700℃温度，45min时间隔绝空气加热炭化得到炭化料，炭化料粉碎过筛后得到平均粒径大于3.8mm的活性炭，活性炭碘值＞1000mg/g，四氯化碳吸附率＞65％，堆积重＞420g/L，强度＞95％，灰分＜12％，水分＜2％，平均粒径＞3.8mm，其中＞8目的颗粒＜4％，小于4目的颗粒＜15％；
2)将步骤1)制备的活性炭喷淋浓度为0.08g/ml的草酸溶液至完全湿润，接着将其置入碱液中恒温浸渍，浸渍温度为45℃，浸渍时间为6h，所述碱液为氢氧化物水溶液，氢氧化物为氢氧化钠，氢氧化钠为离子膜烧碱，离子膜烧碱的纯度≥99％，碱液的质量浓度为55％；
3)将步骤2)浸渍后的活性炭在热空气中氧化烘干，氧化烘干温度为200℃，氧化烘干时间为30min；对氧化烘干后的活性炭进行喷雾处理，得到脱硫脱硝活性炭。
本发明实施例1-5制备的脱硫脱硝活性炭的性能参数如下表所示：
表1本发明实施例1-5制备的脱硫脱硝活性炭与C8-7的性能参数比较
本发明实施例1-5制备得到的脱硫脱硝活性炭，H2S穿透容量＞0.15gH2S/cc，水分＜15％，堆积重530-640g/L，平均粒径＞3.6mm，其中四氯化碳吸附率＞55％，强度＞95％，水容量＞70％。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。