专利名称：一种不定型活性焦吸附催化剂的制作方法
技术领域：
本发明属于活性焦吸附催化剂的技术领域，具体涉及一种不定型活性焦吸附催化剂。
背景技术：
随着工业的发展，工业废气废水给环境造成了严重污染，对废气废水的处理就成 为环境保护的一项重要课题，其中，使用炭基材料吸附废气废水中的有害物质，是国内外很 多单位的研究方向，活性焦作为一种重要的吸附原料，被广泛应用于废水、废气的有害物质 的吸附和脱除，一般的，按照市场调查，不定型活性焦产品，由于受到产品成本的制约，主要 用于高效吸附的场合，是一次性使用的。目前，传统的不定型活性焦的制造方法为，用优质 的煤种进行配选，主要是在工业上使用价值比较高的无烟煤作为原料，而无烟煤的工业价 格要高， 一吨煤要600多元，原料成本高，经过一系列的处理步骤，然后进行炭化活化等工 序，而且炭化活化为两步操作，是分开进行的，需要的设备多，占用的成本高，而最终的得率 只有25%。针对不定型活性焦吸附催化剂的应用场合及使用方式，需要开发一种成本低廉 并且收率高的不定型活性焦吸附催化剂。 中国发明专利200410042655. 1公开了一种压块不定型破碎活性炭及其生产方 法，通过备煤、破碎、磨粉、压块成型、炭化、活化、筛选、包装的过程，制备出了一种不定型活 性炭，该制造工艺，时间长，效率低，得率低，设备投资大。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种不定型活性焦(CDG)吸附催
化剂，该吸附催化剂为具有发达孔隙结构、良好化学稳定性和机械强度的炭质吸附材料，能
够高效脱除高浓度气体中的有害物质，比如硫和氮的氧化物、硫化氢、有机气体以及所含颗
粒悬浮物等，并且成本低廉，收率高，工艺简单，而且吸附效果好，实用性强。 本发明的不定型活性焦吸附催化剂，采用褐煤或/和不粘煤或/和弱粘煤为原料，
经过低温干馏获得微晶石墨焦，并回收其中的煤焦油和合成煤气，然后将微晶石墨焦经过
炭化、活化而制得的。 本发明的不定型活性焦吸附催化剂，其是通过下述方法制得的 a.破碎干燥将原料褐煤或/和不粘煤或/和弱粘煤分别破碎，粒度为15 25mm，
然后进行干燥，水分降至10%以下； b.低温干馏将上述干燥后的煤装入低温干馏炉，在550-65(TC温度下进行加工， 得到微晶石墨焦，同时回收煤焦油和合成煤气； c.浸渍负载把得到的微晶石墨焦放入浓度为1% 2%的硝酸盐溶液中，浸渍 1.5-3个小时后取出； d.干燥将浸渍负载后的微晶石墨焦通过流化床，进行干燥，使微晶石墨焦内部 水分降低到10%以下；
e.炭化活化将干燥后的微晶石墨焦加入到炭化活化炉中，隔绝空气，加热至 620 780°C ，保持6 7小时，进行炭化；然后进行升温至780 1000°C ，同时通入活化剂， 活化3 4小时，最后冷却，得到产品。 其中，所述步骤a中褐煤或/和不粘煤或/和弱粘煤的粒度为20mm。 所述步骤b的低温干馏为，在温度550-600°C ，压力0. 4-0. 6MPa的条件下，隔绝氧
气3-6小时。 所述步骤c的硝酸盐溶液为硝酸铁、硝酸铜和硝酸锌的混合溶液，其中各成分的 重量百分含量为，硝酸铁为0. 3-0. 7%，硝酸铜为0. 3-0. 7%，硝酸锌为0. 3-0. 7%。
所述步骤e中活化剂包括水蒸气、含氧的氧化性气体和惰性气体；所述活化剂中 水蒸气体积百分含量为15% 25% ;所述活化剂中含氧的氧化性气体为氧气、二氧化碳中 的至少一种；所述活化剂中氧气体积百分含量不超过1%。 本发明的有益效果为本发明的不定型活性焦吸附催化剂，采用的原料为劣质煤 种，如褐煤或/和不粘煤或/和弱粘煤等，从原料成本考虑，该种原料一吨为200元，成本 节约很多，而且，本发明的不定型活性焦吸附催化剂，通过低温干馏制备微晶石墨焦；浸渍 负载步骤的添加物为硝酸盐；炭化活化步骤在一个装置中进行，活化时间大大縮短，工艺简 单，这样也减少了设备投资和制备成本，降低了原料的损耗率；本发明的不定型活性焦吸 附催化剂为具有发达孔隙结构、良好化学稳定性和机械强度的炭质吸附材料，能够高效脱 除高浓度气体中的有害物质，比如硫和氮的氧化物、硫化氢、有机气体以及所含颗粒悬浮物 等。本发明的吸附催化剂的得率也高，最终得率为32%。总之，本发明的不定型活性焦吸附 催化剂，与同类产品相比，成本低，吸附性能好，可以在一些有害气体高浓度的场合得到更 广泛的应用，充分发挥该活性焦吸附催化剂的优势。 本产品对有毒有害气体有非常好的吸附效果。对S02的吸附容量为llgS02/100gC 以上，对硫化氢的吸附容量为17gH2S/100gC以上，对氮氧化物的吸附容量为14gN0x/100gC 以上，是同类产品的2 3倍，同时碘吸附值达到了 1000mg/g， CC14吸附值达到了 60%，亚 甲蓝吸附值210mg/g，苯酚吸附值130mg/g，与同类产品持平。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，但不是对本发明的限 制。
实施例1 : 采用东北大兴安岭等地产的褐煤和弱粘煤生产，先进行粉碎，粒度为15 25mm， 然后在58(TC、0. 45MPa的绝氧条件下，干馏4小时后获得微晶石墨焦，微晶石墨焦经过浓度 为1. 2%的硝酸铁、硝酸铜、硝酸锌的混合溶液浸渍1. 5小时之后进入流化床干燥，然后加 入到炭化活化炉中，在690 730°C的温度下炭化6小时，之后调整温度至780 820°C ，通 入活化气体，活化3小时，冷却得到成品。 该实施例得到的产品在硫化氢脱除中，对硫化氢的穿透硫容量为 18. 55gH2S/100gC ;在二氧化硫脱除中，对二氧化硫的穿透硫容量为12. 38gS02/100gC ;在 氮氧化物的脱除中，对氮氧化物的吸附容量为15. 46gN0乂100gC，按照GBT7702-1997的 标准，碘值为1000mg/g以上，亚甲蓝值为210mg/g以上，CC14吸附率在75%以上，苯吸附率在35%以上，与同类活性焦产品相比则好于同类产品。同类产品在某些气体的脱除上 的效果参数如下硫化氢为5. 42gH2S/100gC ;二氧化硫为3. 60gS02/100gC ;氮氧化物为 5. 18gN0x/100gC。
实施例2 : 采用内蒙满洲里等地产的褐煤和弱粘煤生产，先进行粉碎，粒度为18-24mm，然后 在620°C、0. 55MPa的绝氧条件下，干馏3小时后获得微晶石墨焦，微晶石墨焦经过浓度为 1.7%的硝酸铁、硝酸铜、硝酸锌的混合溶液浸渍3小时，再干燥，然后加入到炭化活化炉 中，在680 72(TC的温度下炭化6小时，之后调整温度至810-890°C ，通入活化气体，活化 4小时，冷却得到成品。 该实施例得到的产品在硫化氢脱除中，对硫化氢的穿透硫容量为 19. 62gH2S/100gC ;在二氧化硫脱除中，对二氧化硫的穿透硫容量为13. 78gS02/100gC ;在 氮氧化物的脱除中，对氮氧化物的吸附容量为16. 42gN0x/100gC，按照GBT7702-1997的 标准，碘值为1100mg/g以上，亚甲蓝值为220mg/g以上，CC14吸附率在80%以上，苯吸附 率在36%以上，与同类活性焦产品相比则好于同类产品。同类产品在某些气体的脱除上 的效果参数如下硫化氢为5. 42gH2S/100gC ;二氧化硫为3. 60gS02/100gC ;氮氧化物为 5. 18gN0x/100gC。
权利要求
一种不定型活性焦吸附催化剂，其特征在于，采用褐煤或/和不粘煤或/和弱粘煤为原料，经过低温干馏获得微晶石墨焦，并回收其中的煤焦油和合成煤气，然后将微晶石墨焦经过炭化、活化而制得的。
2. 根据权利要求1所述的不定型活性焦吸附催化剂，其是通过下述方法制得的a. 破碎干燥将原料褐煤或/和不粘煤或/和弱粘煤分别破碎，粒度为15 25mm，然 后进行干燥，水分降至10%以下；b. 低温干馏将上述干燥后的煤装入低温干馏炉在550-65(TC的温度下进行加工，得 到微晶石墨焦，同时回收煤焦油和合成煤气；c. 浸渍负载把得到的微晶石墨焦放入浓度为1% 2%的硝酸盐溶液中，浸渍1. 5-3 个小时后取出；d. 干燥将浸渍负载后的微晶石墨焦通过流化床，进行干燥，使微晶石墨焦内部水分降低到10%以下；e. 炭化活化将干燥后的微晶石墨焦加入到炭化活化炉中，隔绝空气，加热至620 780，保持6 7小时，进行炭化；然后进行升温至780 1000，同时通入活化剂，活化3 4 小时，最后冷却，得到产品。
3. 根据权利要求2所述的不定型活性焦吸附催化剂，其特征在于，所述步骤a中褐煤或 /和不粘煤或/和弱粘煤的粒度为20mm。
4. 根据权利要求2所述的不定型活性焦吸附催化剂，其特征在于，所述步骤b的低温干 馏为，在温度550 60(TC，压力0. 4 0. 6MPa的条件下，隔绝氧气3 6小时。
5. 根据权利要求2所述的不定型活性焦吸附催化剂，其特征在于，所述步骤c的硝酸 盐溶液为硝酸铁、硝酸铜和硝酸锌的混合溶液，其中各成分的重量百分含量为，硝酸铁为 0. 3-0. 7 % ，硝酸铜为0. 3-0. 7 % ，硝酸锌为0. 3-0. 7 % 。
6. 根据权利要求2所述的不定型活性焦吸附催化剂，其特征在于，所述步骤e中活化剂 包括水蒸气、含氧的氧化性气体和惰性气体。
7. 根据权利要求6所述的不定型活性焦吸附催化剂，其特征在于，所述活化剂中水蒸 气体积百分含量为15% 25%。
8. 根据权利要求6所述的不定型活性焦吸附催化剂，其特征在于，所述活化剂中含氧 的氧化性气体为氧气、二氧化碳中的至少一种。
9. 根据权利要求8所述的不定型活性焦吸附催化剂，其特征在于，所述活化剂中氧气 体积百分含量不超过1%。
全文摘要
本发明属于活性炭基材料吸附催化剂的技术领域，具体涉及一种不定型活性焦(CDG)吸附催化剂。该不定型活性焦吸附催化剂，采用褐煤或/和不粘煤或/和弱粘煤为原料，经过低温干馏获得微晶石墨焦，并回收其中的煤焦油和合成煤气，然后将微晶石墨焦经过炭化、活化而制得的，该吸附催化剂为具有发达孔隙结构、良好化学稳定性和机械强度的炭质吸附材料，能够高效脱除高浓度气体中的有害物质，比如硫和氮的氧化物、硫化氢、有机气体以及所含颗粒悬浮物等，并且成本低廉，吸附性能好，收率高，工艺简单，而且吸附效果好，实用性强。
文档编号B01J20/32GK101766991SQ20101012482
公开日2010年7月7日 申请日期2010年2月11日 优先权日2010年2月11日
发明者张伟, 程洪义, 赵建勋, 隋志文 申请人:赵建勋