利用高硫石油焦制备富硫活性炭的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高硫石油焦回收利用技术领域，特别是一种利用高硫石油焦制备富硫活性炭的方法。
【背景技术】
[0002]近年来，我国经济快速发展，电力需求大幅增加，使得作为我国主要一次能源的煤炭需求急剧上升。然而，煤炭的大量利用对环境保护提出了巨大的挑战。煤炭的组成成分复杂，其大量燃烧时会产生含有大量颗粒物、灰尘、有害气体及痕量元素等的烟气，对环境和人体健康有着严重的危害。其中痕量元素的危害日益为人们所重视，汞作为煤中最有害元素之一，即使聚集量很小，也会对生态环境及人类健康造成巨大的危害。因此，烟气脱汞在国内外都得到了普遍的重视。
[0003]在目前众多的脱汞方法中，吸附法脱汞是较为有效且较有前景的治汞技术。所用吸附剂主要包括:活性炭、沸石、钙基活性炭及飞灰等。活性炭对于烟气中最难除去且危害极大的气态单质汞有良好的吸附效果。但商业活性炭利用率低、消耗量大，直接采用活性炭吸附法成本过高。
[0004]因此，现有技术存在的问题是:用于吸附法脱汞的活性炭成本高。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种用高硫石油焦制备富硫活性炭的方法，大幅降低活性炭的制造成本，同时降低高硫石油焦对环境的污染。
[0006]实现本发明目的的技术解决方案为:
[0007]—种利用高硫石油焦制备富硫活性炭的方法，包括如下步骤:
[0008](10)原料混合:将氢氧化钾固体粉末与粒径为60?120目、含硫量高于4%的高硫石油焦颗粒按配比混合，搅拌均匀；
[0009]优选地，高硫石油焦与氢氧化钾的质量比为1:3?8，最佳为1:5。
[0010](20)煅烧活化:将氢氧化钾与高硫石油焦颗粒混合物在500?800°C下煅烧活化3?6小时，收集煅烧活化过程中产生的硫化氢气体，固体冷却至室温后取出，经水洗、干燥，得到粉末状活性炭；
[0011]优选地，煅烧活化温度为6000C，时间为4小时。
[0012](30)石油焦燃烧:另外燃烧高硫石油焦颗粒，为(20)煅烧活化步骤提供活化能，收集生成的二氧化硫气体；
[0013](40)单质硫生成:将硫化氢气体与二氧化硫气体混合，反应得到单质硫；
[0014](50)炭粒浸渍:将活性炭颗粒浸渍于由单质硫配制的浸渍溶液中0.1?72小时后，干燥，得到富硫活性炭。
[0015]优选地，浸渍温度为25?100°C;浸渍时间为0.1?25小时;浸渍溶液的质量浓度为1%?50%;干燥温度为60?180°C，干燥时间为2?20小时。
[0016]本发明与现有技术相比，其显著优点为:
[0017]大幅降低活性炭的制造成本，同时降低高硫石油焦对环境的污染。本发明采用低价值废弃物高硫石油焦为前驱体，用氢氧化钾碱活化的方法，制备高比表面、高吸附脱汞用活性炭，利用活化过程产生的硫化氢气体与高硫石油焦直接燃烧产生的二氧化硫气体反应生成单质硫，将单质硫负载于活性炭表面进一步提高其吸附脱汞能力，降低了活性炭的制备成本。在实现高硫石油焦资源化利用及高附加值利用的同时，减小了高硫石油焦燃烧时造成的硫污染。
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细描述。
【附图说明】
[0019]图1为本发明利用高硫石油焦制备富硫活性炭的方法流程图。
[0020]图2为本发明利用高硫石油焦制备富硫活性炭的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0021 ]以下各实施例均采用与上述技术方案相同的步骤进行，以便于对比。
[0022]各实施例所用的材料、设备未经特别说明均为市售。检测方法未经特别说明均为常规方法。
[0023]实施例一
[0024]选取60目高硫石油焦，按质量比为1:5称量氢氧化钾，混合搅拌。混合物在600°C下煅烧活化3小时，冷却至室温后取出，经水洗、干燥后得到粉末状活性炭产品，收集煅烧活化过程中产生的硫化氢气体。选取高硫石油焦直接燃烧，收集燃烧过程中产生的二氧化硫气体。将两种气体混合反应，获得单质硫产品。将单质硫配制成质量浓度为10%的浸渍液，将活性炭浸渍3小时。浸渍完成后，于60°C干燥3小时，制得富硫活性炭。脱汞率达91%。
[0025]实施例二
[0026]选取60目高硫石油焦，按质量比为1:5称量氢氧化钾，混合搅拌。混合物在600°C下煅烧活化4小时，冷却至室温取出，经水洗、干燥后得到粉末状活性炭产品，收集煅烧活化过程中产生的硫化氢气体。选取高硫石油焦直接燃烧，收集燃烧过程中产生的二氧化硫气体。将两种气体混合反应，获得单质硫产品。将单质硫配制成质量浓度为20%的浸渍液，将活性炭浸渍3小时。浸渍完成后，于80°C干燥4小时，制得富硫活性炭。脱汞率达95%。
[0027]实施例三
[0028]选取80目高硫石油焦，按质量比为1:5称量氢氧化钾，混合搅拌。混合物在600°C下煅烧活化3小时，冷却至室温取出，经水洗、干燥后得到粉末状活性炭产品，收集煅烧活化过程中产生的硫化氢气体。选取高硫石油焦直接燃烧，收集燃烧过程中产生的二氧化硫气体。将两种气体混合反应，获得单质硫产品将单质硫配制成质量浓度为30%的浸渍液，将活性炭浸渍2小时。浸渍完成后，于80°C干燥6小时，制得富硫活性炭。脱汞率达93%。
[0029]实施例四
[0030]选取100目高硫石油焦，按质量比为1: 5称量氢氧化钾，混合搅拌。混合物在600°C下煅烧活化3小时，冷却至室温取出，经水洗、干燥后得到粉末状活性炭产品，收集煅烧活化过程中产生的硫化氢气体。选取高硫石油焦直接燃烧，收集燃烧过程中产生的二氧化硫气体。将两种气体混合反应，获得单质硫产品。将单质硫配制成质量浓度为20%的浸渍液，将活性炭浸渍3小时。浸渍完成后，于80°C干燥4小时，制得富硫活性炭。脱汞率达91%。
[0031 ] 实施例五
[0032]选取120目高硫石油焦，按质量比为1: 5称量氢氧化钾，混合搅拌。混合物在600°C下煅烧活化3小时，冷却至室温取出，经水洗、干燥后得到粉末状活性炭产品，收集煅烧活化过程中产生的硫化氢气体。选取高硫石油焦直接燃烧，收集燃烧过程中产生的二氧化硫气体。将两种气体混合反应，获得单质硫产品。将单质硫配制成质量浓度为40%的浸渍液，将活性炭浸渍3小时。浸渍完成后，于120°C干燥5小时，制得富硫活性炭。脱汞率达90%。
【主权项】
1.一种利用高硫石油焦制备富硫活性炭的方法，其特征在于，包括如下步骤: (10)原料混合:将氢氧化钾固体粉末与粒径为60?120目、含硫量高于4%的高硫石油焦颗粒按配比混合，搅拌均匀； (20)煅烧活化:将氢氧化钾与高硫石油焦颗粒混合物在500?800°C下煅烧活化3?6小时，收集煅烧活化过程中产生的硫化氢气体，固体冷却至室温后取出，经水洗、干燥，得到粉末状活性炭； (30)石油焦燃烧:另外燃烧高硫石油焦颗粒，为(20)煅烧活化步骤提供活化能，收集生成的二氧化硫气体； (40)单质硫生成:将硫化氢气体与二氧化硫气体混合，反应得到单质硫； (50)炭粒浸渍:将活性炭颗粒浸渍于由单质硫配制的浸渍溶液中0.1?72小时后，干燥，得到富硫活性炭。2.根据权利要求1所述的制备富硫活性炭的方法，其特征在于，所述(10)原料混合步骤中，高硫石油焦与氢氧化钾的质量比为1:3?8。3.根据权利要求1所述的制备富硫活性炭的方法，其特征在于，所述(10)原料混合步骤中，高硫石油焦与氢氧化钾的质量比为1:5。4.根据权利要求1所述的制备富硫活性炭的方法，其特征在于，所述(20)煅烧活化步骤中，煅烧活化温度为6000C，时间为4小时。5.根据权利要求1所述的制备富硫活性炭的方法，其特征在于，所述(50)炭粒浸渍步骤中，浸渍温度为25?100°C。6.根据权利要求1所述的制备富硫活性炭的方法，其特征在于，所述(50)炭粒浸渍步骤中，浸渍时间为0.1?25小时。7.根据权利要求1所述的制备富硫活性炭的方法，其特征在于，所述(50)炭粒浸渍步骤中，浸渍溶液的质量浓度为I %?50%。8.根据权利要求1所述的制备富硫活性炭的方法，其特征在于，所述(50)炭粒浸渍步骤中，干燥温度为60?180°C，干燥时间为2?20小时。
【专利摘要】本发明公开一种用高硫石油焦制备富硫活性炭的方法，包括如下步骤：(10)原料混合：将氢氧化钾固体粉末与高硫石油焦颗粒按配比混合，搅拌均匀；(20)煅烧活化：将混合物煅烧活化，收集煅烧活化过程中产生的硫化氢气体，固体冷却、水洗、干燥，得到粉末状活性炭；(30)石油焦燃烧：另外燃烧高硫石油焦颗粒，生成二氧化硫气体；(40)单质硫生成：将硫化氢气体与二氧化硫气体混合，反应得到单质硫；(50)炭粒浸渍：将活性炭颗粒浸渍于由单质硫配制的浸渍溶液中0.1～72小时后，干燥，得到富硫活性炭。本发明的方法，可以大幅降低活性炭的制造成本，降低高硫石油焦对环境的污染，达到“固硫脱汞”的目的。
【IPC分类】B01D53/02, C01B31/12
【公开号】CN105712347
【申请号】CN201610249895
【发明人】张淮浩, 李丹丹, 管兵, 李俞, 赵静
【申请人】扬州大学