CN102432006A - 一种油气回收专用活性炭及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油气回收专用活性炭及其制备方法。该方法包括如下步骤：(1)原煤与添加剂混合后经破碎和磨粉后得混合料，将所述粉料进行挤压成型得成型料；所述添加剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、尿素、钾盐和铵盐中至少一种；(2)将所述成型料进行炭化得炭化产物；(3)所述炭化产物经活化后即得所述活性炭。本发明的油气回收专用活性炭指标优良，特别适合作为油气回收吸附剂，为我国油气回收吸附剂的国产化提供了前提，为活性炭系列产品添加了新的产品。本发明内容工艺简单，工业上具有可操作性，添加剂来源广泛，价格低廉，属于低成本，高性能产品，具有较大的经济价值和社会意义。

Description

一种油气回收专用活性炭及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种油气回收专用活性炭及其制备方法，属于活性炭及其制备领域。

背景技术

近年来，由于国内外环境保护与能源安全呼声的日益增强，对油库、加油站以及汽车油箱等挥发出来的油气加以控制已经成为一个亟待解决的问题。早在1995年，我国有关部门就颁布了小汽车必须加装油气回收炭罐的标准。2007年，我国进一步实施了汽油周转量较大油库、加油站等必须安装油气回收吸附装置的标准或法规。吸附法是目前性价比最高的油气回收方法，也是目前国内采用的主要油气回收方法，但国内油气回收吸附剂(油气回收专用活性炭)的生产工艺尚处于研发阶段，因此，迫切需要提供一种油气回收专用活性炭以满足国内需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种油气回收专用活性炭及其制备方法，本发明制备的活性炭可大大增加油气吸附性能，改变了现有活性炭对油气吸附能力低下的现状。

本发明提供的一种油气回收专用活性炭的制备方法，包括如下步骤：

(1)原煤与添加剂混合后经破碎和磨粉后得混合料，将所述混合料进行挤压成型得成型料；所述添加剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、尿素、钾盐和铵盐中至少一种；

(2)将所述成型料进行炭化得炭化产物；

(3)所述炭化产物经活化后即得所述活性炭。

上述的制备方法中，所述钾盐具体可为氯化钾、硝酸钾、高锰酸钾、氯酸钾、硫酸钾和磷酸钾等中至少一种；所述铵盐具体可为硫酸铵、硫酸氢铵、硝酸铵、氯化铵和磷铵等中至少一种。

上述的制备方法中，所述添加剂与所述原煤的质量份数比可为(0-8)∶100，但所述添加剂的量不为零，具体可为1∶100、3∶100或8∶100。

上述的制备方法中，步骤(2)中所述炭化终温可为550℃-700℃，具体可为550℃、600℃或700℃；所述炭化的升温速率可为5℃/min-15℃/min，具体可为5℃/min或10℃/min。

上述的制备方法中，步骤(3)中所述活化的活化剂可为水蒸气。

上述的制备方法中，步骤(3)中所述活化的温度可为700℃-950℃，具体可为800℃或900℃；所述活化的时间可为1小时-4小时，具体可为1小时、3小时或4小时。

上述的制备方法中，所述原煤具体可为无烟煤、烟煤或褐煤等。

本发明还提供了由上述方法制备的活性炭。

本发明制备的油气回收专用活性炭不仅大大提高了油气回收效率，而且其它指标也有相应的提高，具有如下优点：

(1)制备方法：采用煤炭为原料，通过对原料配方进行改进，对传统的活性炭生产工艺进行了创新，制备出新产品，用于油气回收领域。

(2)优异的指标：将本发明的油气回收专用活性炭与现有市售的活性炭产品的BWC指标进行对比，具体结果如表1所示。

本发明提供的活性炭，在不降低耐磨强度的情况下，指标性能优良，可以用于油气回收等特殊领域。本发明的油气回收专用活性炭指标优良，特别适合作为油气回收吸附剂，为我国油气回收吸附剂的国产化提供了前提，为活性炭系列产品添加了新的产品。本发明内容工艺简单，工业上具有可操作性，添加剂来源广泛，价格低廉，属于低成本，高性能产品，具有较大的经济价值和社会意义。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

本发明下述实施例中的丁烷工作容量为单位体积的活性炭材料对丁烷的饱和吸附量与在规定条件下经干燥空气吹扫后仍保留的丁烷量之差值。

采用美国ASTM D 5228-92标准，丁烷工作容量的测试方法具体如下：将已知体积和重量的活性炭吸附丁烷蒸汽至饱和，记录饱和时的吸附量；然后在规定的条件下，用干燥空气吹扫炭层，损失的重量就是丁烷工作容量，并以每100ml的活性炭所损失的丁烷重量来表示。

活性炭丁烷工作容量(BWC)按下式计算：

$\mathrm{BWC}=\frac{m_2-m_3}{m_1-m_0}\×\mathrm{\ρ}\×100$

式中：BWC-丁烷工作容量，g/100ml；

ρ-活性炭的装填密度，g/ml；

m₀-样品管和塞子的质量，g；

m₁——活性炭、样品管和塞子的质量，g；

m₂——饱和吸附丁烷的活性炭、样品管和塞子的质量，g；

m₃——经吹扫的活性炭、样品管和塞子的质量，g。

实施例1、油气回收专用活性炭的制备

(1)将无烟煤、氢氧化钾和尿素进行混合得混合料(其中，无烟煤、氢氧化钾和尿素的质量份数比为100∶2∶1)，然后该混合料经破碎和磨粉后得到90％以上小于180目的混合粉料；将得到的混合粉料进行柱状成型得柱状料；

(2)将得到的柱状料进行炭化得到炭化产物，该炭化终温为600℃，控制升温速率为5℃/min；

(3)将得到的炭化产物进行水蒸气活化即得到油气回收专用活性炭，其中活化的温度为900℃，控制活化的时间为3h。

本实施例制备的活性炭的性能指标如表1所示，其中BWC值可达到12.2g/100ml，碘值为1450mg/g，亚甲蓝值为360mg/g，耐磨强度为83.7％。

实施例2、油气回收专用活性炭的制备

(1)将烟煤、氢氧化钠和硫酸铵进行混合得混合料(其中，烟煤、氢氧化钠和硫酸铵的质量份数比为100∶5∶3)，然后该混合料经破碎和磨粉后得到90％以上小于180目的混合粉料；将得到的混合粉料进行柱状成型得柱状料；

(2)将得到的柱状料进行炭化得到炭化产物，该炭化终温为550℃，控制升温速率为5℃/min；

(3)将得到的炭化产物进行水蒸气活化即得到油气回收专用活性炭，其中活化的温度为800℃，控制活化的时间为4h。

本实施例制备的活性炭的性能指标如表1所示，其中BWC值可达到12g/100ml，碘值为1467mg/g，亚甲蓝值为350mg/g，耐磨强度为90％。

实施例3、油气回收专用活性炭的制备

(1)将褐煤、硝酸钾和氯化铵进行混合得混合料(其中，褐煤、硝酸钾和氯化铵的质量份数比为100∶0.5∶0.5)，然后该混合料经破碎和磨粉后得到90％以上小于180目的混合粉料；将得到的混合粉料进行柱状成型得柱状料；

(2)将得到的柱状料进行炭化得到炭化产物，该炭化终温为700℃，控制升温速率为10℃/min；

(3)将得到的炭化产物进行水蒸气活化即得到油气回收专用活性炭，其中活化的温度为900℃，控制活化的时间为1h。

本实施例制备的活性炭的性能指标如表1所示，其中BWC值可达到10.5g/100ml，碘值为1245mg/g，亚甲蓝值为298mg/g，耐磨强度为98％。

该普通商用活性炭购自内蒙古科兴炭业股份有限公司。

表1 实施例1-3制备的油气回收专用活性炭和商用活性炭的性能指标

上述的碘值、亚甲蓝值和耐磨强度分别按GB/T7702.7-2008、GB/T7702.6-2008和GB/T 12496.6-1999进行检测。

Claims (8)

1.一种油气回收专用活性炭的制备方法，包括如下步骤：

(1)原煤与添加剂混合后经破碎和磨粉后得混合料，将所述混合料进行挤压成型得成型料；所述添加剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、尿素、钾盐和铵盐中至少一种；

(2)将所述压块料进行炭化得炭化产物；

(3)所述炭化产物经活化后即得所述活性炭。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述钾盐为氯化钾、硝酸钾、高锰酸钾、氯酸钾、硫酸钾和磷酸钾中至少一种；所述铵盐为硫酸铵、硫酸氢铵、硝酸铵、氯化铵和磷铵中至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述添加剂与所述原煤的质量份数比为(0-8)∶100，但所述添加剂的量不为零。

4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于：步骤(2)中所述炭化终温为550℃-700℃；所述炭化的升温速率为5℃/min-15℃/min。

5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于：步骤(3)中所述活化的活化剂为水蒸气。

6.根据权利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于：步骤(3)中所述活化的温度为700℃-950℃；所述活化的时间为1小时-4小时。

7.根据权利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于：所述原煤为无烟煤、烟煤或褐煤。

8.权利要求1-7中任一所述方法制备的活性炭。