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一種不定型活性焦吸附催化劑的制作方法

文檔序號:4954720閱讀:760來源:國知局
專利名稱:一種不定型活性焦吸附催化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于活性焦吸附催化劑的技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種不定型活性焦吸附催化劑。
背景技術(shù)
隨著工業(yè)的發(fā)展,工業(yè)廢氣廢水給環(huán)境造成了嚴(yán)重污染,對廢氣廢水的處理就成 為環(huán)境保護(hù)的一項(xiàng)重要課題,其中,使用炭基材料吸附廢氣廢水中的有害物質(zhì),是國內(nèi)外很 多單位的研究方向,活性焦作為一種重要的吸附原料,被廣泛應(yīng)用于廢水、廢氣的有害物質(zhì) 的吸附和脫除,一般的,按照市場調(diào)查,不定型活性焦產(chǎn)品,由于受到產(chǎn)品成本的制約,主要 用于高效吸附的場合,是一次性使用的。目前,傳統(tǒng)的不定型活性焦的制造方法為,用優(yōu)質(zhì) 的煤種進(jìn)行配選,主要是在工業(yè)上使用價值比較高的無煙煤作為原料,而無煙煤的工業(yè)價 格要高, 一噸煤要600多元,原料成本高,經(jīng)過一系列的處理步驟,然后進(jìn)行炭化活化等工 序,而且炭化活化為兩步操作,是分開進(jìn)行的,需要的設(shè)備多,占用的成本高,而最終的得率 只有25%。針對不定型活性焦吸附催化劑的應(yīng)用場合及使用方式,需要開發(fā)一種成本低廉 并且收率高的不定型活性焦吸附催化劑。 中國發(fā)明專利200410042655. 1公開了一種壓塊不定型破碎活性炭及其生產(chǎn)方 法,通過備煤、破碎、磨粉、壓塊成型、炭化、活化、篩選、包裝的過程,制備出了一種不定型活 性炭,該制造工藝,時間長,效率低,得率低,設(shè)備投資大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供了一種不定型活性焦(CDG)吸附催
化劑,該吸附催化劑為具有發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)、良好化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度的炭質(zhì)吸附材料,能
夠高效脫除高濃度氣體中的有害物質(zhì),比如硫和氮的氧化物、硫化氫、有機(jī)氣體以及所含顆
粒懸浮物等,并且成本低廉,收率高,工藝簡單,而且吸附效果好,實(shí)用性強(qiáng)。 本發(fā)明的不定型活性焦吸附催化劑,采用褐煤或/和不粘煤或/和弱粘煤為原料,
經(jīng)過低溫干餾獲得微晶石墨焦,并回收其中的煤焦油和合成煤氣,然后將微晶石墨焦經(jīng)過
炭化、活化而制得的。 本發(fā)明的不定型活性焦吸附催化劑,其是通過下述方法制得的 a.破碎干燥將原料褐煤或/和不粘煤或/和弱粘煤分別破碎,粒度為15 25mm,
然后進(jìn)行干燥,水分降至10%以下; b.低溫干餾將上述干燥后的煤裝入低溫干餾爐,在550-65(TC溫度下進(jìn)行加工, 得到微晶石墨焦,同時回收煤焦油和合成煤氣; c.浸漬負(fù)載把得到的微晶石墨焦放入濃度為1% 2%的硝酸鹽溶液中,浸漬 1.5-3個小時后取出; d.干燥將浸漬負(fù)載后的微晶石墨焦通過流化床,進(jìn)行干燥,使微晶石墨焦內(nèi)部 水分降低到10%以下;
e.炭化活化將干燥后的微晶石墨焦加入到炭化活化爐中,隔絕空氣,加熱至 620 780°C ,保持6 7小時,進(jìn)行炭化;然后進(jìn)行升溫至780 1000°C ,同時通入活化劑, 活化3 4小時,最后冷卻,得到產(chǎn)品。 其中,所述步驟a中褐煤或/和不粘煤或/和弱粘煤的粒度為20mm。 所述步驟b的低溫干餾為,在溫度550-600°C ,壓力0. 4-0. 6MPa的條件下,隔絕氧
氣3-6小時。 所述步驟c的硝酸鹽溶液為硝酸鐵、硝酸銅和硝酸鋅的混合溶液,其中各成分的 重量百分含量為,硝酸鐵為0. 3-0. 7%,硝酸銅為0. 3-0. 7%,硝酸鋅為0. 3-0. 7%。
所述步驟e中活化劑包括水蒸氣、含氧的氧化性氣體和惰性氣體;所述活化劑中 水蒸氣體積百分含量為15% 25% ;所述活化劑中含氧的氧化性氣體為氧氣、二氧化碳中 的至少一種;所述活化劑中氧氣體積百分含量不超過1%。 本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明的不定型活性焦吸附催化劑,采用的原料為劣質(zhì)煤 種,如褐煤或/和不粘煤或/和弱粘煤等,從原料成本考慮,該種原料一噸為200元,成本 節(jié)約很多,而且,本發(fā)明的不定型活性焦吸附催化劑,通過低溫干餾制備微晶石墨焦;浸漬 負(fù)載步驟的添加物為硝酸鹽;炭化活化步驟在一個裝置中進(jìn)行,活化時間大大縮短,工藝簡 單,這樣也減少了設(shè)備投資和制備成本,降低了原料的損耗率;本發(fā)明的不定型活性焦吸 附催化劑為具有發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)、良好化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度的炭質(zhì)吸附材料,能夠高效脫 除高濃度氣體中的有害物質(zhì),比如硫和氮的氧化物、硫化氫、有機(jī)氣體以及所含顆粒懸浮物 等。本發(fā)明的吸附催化劑的得率也高,最終得率為32%??傊?,本發(fā)明的不定型活性焦吸附 催化劑,與同類產(chǎn)品相比,成本低,吸附性能好,可以在一些有害氣體高濃度的場合得到更 廣泛的應(yīng)用,充分發(fā)揮該活性焦吸附催化劑的優(yōu)勢。 本產(chǎn)品對有毒有害氣體有非常好的吸附效果。對S02的吸附容量為llgS02/100gC 以上,對硫化氫的吸附容量為17gH2S/100gC以上,對氮氧化物的吸附容量為14gN0x/100gC 以上,是同類產(chǎn)品的2 3倍,同時碘吸附值達(dá)到了 1000mg/g, CC14吸附值達(dá)到了 60%,亞 甲藍(lán)吸附值210mg/g,苯酚吸附值130mg/g,與同類產(chǎn)品持平。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明,但不是對本發(fā)明的限 制。
實(shí)施例1 : 采用東北大興安嶺等地產(chǎn)的褐煤和弱粘煤生產(chǎn),先進(jìn)行粉碎,粒度為15 25mm, 然后在58(TC、0. 45MPa的絕氧條件下,干餾4小時后獲得微晶石墨焦,微晶石墨焦經(jīng)過濃度 為1. 2%的硝酸鐵、硝酸銅、硝酸鋅的混合溶液浸漬1. 5小時之后進(jìn)入流化床干燥,然后加 入到炭化活化爐中,在690 730°C的溫度下炭化6小時,之后調(diào)整溫度至780 820°C ,通 入活化氣體,活化3小時,冷卻得到成品。 該實(shí)施例得到的產(chǎn)品在硫化氫脫除中,對硫化氫的穿透硫容量為 18. 55gH2S/100gC ;在二氧化硫脫除中,對二氧化硫的穿透硫容量為12. 38gS02/100gC ;在 氮氧化物的脫除中,對氮氧化物的吸附容量為15. 46gN0乂100gC,按照GBT7702-1997的 標(biāo)準(zhǔn),碘值為1000mg/g以上,亞甲藍(lán)值為210mg/g以上,CC14吸附率在75%以上,苯吸附率在35%以上,與同類活性焦產(chǎn)品相比則好于同類產(chǎn)品。同類產(chǎn)品在某些氣體的脫除上 的效果參數(shù)如下硫化氫為5. 42gH2S/100gC ;二氧化硫?yàn)?. 60gS02/100gC ;氮氧化物為 5. 18gN0x/100gC。
實(shí)施例2 : 采用內(nèi)蒙滿洲里等地產(chǎn)的褐煤和弱粘煤生產(chǎn),先進(jìn)行粉碎,粒度為18-24mm,然后 在620°C、0. 55MPa的絕氧條件下,干餾3小時后獲得微晶石墨焦,微晶石墨焦經(jīng)過濃度為 1.7%的硝酸鐵、硝酸銅、硝酸鋅的混合溶液浸漬3小時,再干燥,然后加入到炭化活化爐 中,在680 72(TC的溫度下炭化6小時,之后調(diào)整溫度至810-890°C ,通入活化氣體,活化 4小時,冷卻得到成品。 該實(shí)施例得到的產(chǎn)品在硫化氫脫除中,對硫化氫的穿透硫容量為 19. 62gH2S/100gC ;在二氧化硫脫除中,對二氧化硫的穿透硫容量為13. 78gS02/100gC ;在 氮氧化物的脫除中,對氮氧化物的吸附容量為16. 42gN0x/100gC,按照GBT7702-1997的 標(biāo)準(zhǔn),碘值為1100mg/g以上,亞甲藍(lán)值為220mg/g以上,CC14吸附率在80%以上,苯吸附 率在36%以上,與同類活性焦產(chǎn)品相比則好于同類產(chǎn)品。同類產(chǎn)品在某些氣體的脫除上 的效果參數(shù)如下硫化氫為5. 42gH2S/100gC ;二氧化硫?yàn)?. 60gS02/100gC ;氮氧化物為 5. 18gN0x/100gC。
權(quán)利要求
一種不定型活性焦吸附催化劑,其特征在于,采用褐煤或/和不粘煤或/和弱粘煤為原料,經(jīng)過低溫干餾獲得微晶石墨焦,并回收其中的煤焦油和合成煤氣,然后將微晶石墨焦經(jīng)過炭化、活化而制得的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不定型活性焦吸附催化劑,其是通過下述方法制得的a. 破碎干燥將原料褐煤或/和不粘煤或/和弱粘煤分別破碎,粒度為15 25mm,然 后進(jìn)行干燥,水分降至10%以下;b. 低溫干餾將上述干燥后的煤裝入低溫干餾爐在550-65(TC的溫度下進(jìn)行加工,得 到微晶石墨焦,同時回收煤焦油和合成煤氣;c. 浸漬負(fù)載把得到的微晶石墨焦放入濃度為1% 2%的硝酸鹽溶液中,浸漬1. 5-3 個小時后取出;d. 干燥將浸漬負(fù)載后的微晶石墨焦通過流化床,進(jìn)行干燥,使微晶石墨焦內(nèi)部水分降低到10%以下;e. 炭化活化將干燥后的微晶石墨焦加入到炭化活化爐中,隔絕空氣,加熱至620 780,保持6 7小時,進(jìn)行炭化;然后進(jìn)行升溫至780 1000,同時通入活化劑,活化3 4 小時,最后冷卻,得到產(chǎn)品。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的不定型活性焦吸附催化劑,其特征在于,所述步驟a中褐煤或 /和不粘煤或/和弱粘煤的粒度為20mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的不定型活性焦吸附催化劑,其特征在于,所述步驟b的低溫干 餾為,在溫度550 60(TC,壓力0. 4 0. 6MPa的條件下,隔絕氧氣3 6小時。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的不定型活性焦吸附催化劑,其特征在于,所述步驟c的硝酸 鹽溶液為硝酸鐵、硝酸銅和硝酸鋅的混合溶液,其中各成分的重量百分含量為,硝酸鐵為 0. 3-0. 7 % ,硝酸銅為0. 3-0. 7 % ,硝酸鋅為0. 3-0. 7 % 。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的不定型活性焦吸附催化劑,其特征在于,所述步驟e中活化劑 包括水蒸氣、含氧的氧化性氣體和惰性氣體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的不定型活性焦吸附催化劑,其特征在于,所述活化劑中水蒸 氣體積百分含量為15% 25%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的不定型活性焦吸附催化劑,其特征在于,所述活化劑中含氧 的氧化性氣體為氧氣、二氧化碳中的至少一種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的不定型活性焦吸附催化劑,其特征在于,所述活化劑中氧氣 體積百分含量不超過1%。
全文摘要
本發(fā)明屬于活性炭基材料吸附催化劑的技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種不定型活性焦(CDG)吸附催化劑。該不定型活性焦吸附催化劑,采用褐煤或/和不粘煤或/和弱粘煤為原料,經(jīng)過低溫干餾獲得微晶石墨焦,并回收其中的煤焦油和合成煤氣,然后將微晶石墨焦經(jīng)過炭化、活化而制得的,該吸附催化劑為具有發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)、良好化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度的炭質(zhì)吸附材料,能夠高效脫除高濃度氣體中的有害物質(zhì),比如硫和氮的氧化物、硫化氫、有機(jī)氣體以及所含顆粒懸浮物等,并且成本低廉,吸附性能好,收率高,工藝簡單,而且吸附效果好,實(shí)用性強(qiáng)。
文檔編號B01J20/32GK101766991SQ20101012482
公開日2010年7月7日 申請日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月11日
發(fā)明者張偉, 程洪義, 趙建勛, 隋志文 申請人:趙建勛
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