CN103447002A

CN103447002A - 一种用于脱除氢氰酸的活性炭改性方法

Info

Publication number: CN103447002A
Application number: CN2013103365811A
Authority: CN
Inventors: 樊孝华; 米翠丽; 魏刚; 张勇胜; 李欣
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; Electric Power Research Institute of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd; Hebei Electric Power Construction Adjustment Test Institute
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; Electric Power Research Institute of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd; Hebei Electric Power Construction Adjustment Test Institute
Priority date: 2013-08-06
Filing date: 2013-08-06
Publication date: 2013-12-18

Abstract

本发明公开了一种用于脱除氢氰酸的活性炭改性方法。将活性炭置于蒸馏水中，完全浸没，浸泡12—15h，过滤；将过滤得到的活性炭在100—110℃下恒温干燥12—24h；配制浓度为4%—6%的CaCl₂溶液；将上述干燥后的活性炭置于配制的CaCl₂溶液中，搅拌使其充分混合后，静置6—8h；将活性炭过滤、洗涤，在100—110℃下恒温干燥12—24h。活性炭经CaCl₂溶液处理后，可以降低其表面的酸性含氧官能团，增加表面的碱性含氧官能团，降低酸性，提高碱性，从而提高活性炭脱除氢氰酸的能力。本发明工艺过程简单、操作安全且经济可行。

Description

一种用于脱除氢氰酸的活性炭改性方法

技术领域

本发明属于节能环保领域，涉及一种脱除污染物的活性炭改性方法，具体涉及一种用于脱除氢氰酸的活性炭改性方法。

背景技术

氢氰酸（HCN）存在于煤的气化、液化、焦化以及热解工艺所产生的气相产品中，煤在炼焦过程中产生的HCN会进入煤气中，焦炉煤气中一般含有HCN 1000-2500mg·m^-3，HCN具有很强的腐蚀性、毒性，在煤气的后续生产过程中会对生产设备、管道产生极强的腐蚀，引起合成气化学反应催化剂失活，严重影响最终产品的收率和质量。整体煤气化联合循环发电（IGCC）中，若气化煤气中的HCN在进入燃气轮机前不能有效去除，则很容易在燃烧的高温环境下转化为NO_X，增加燃气轮机的污染物排放。HCN也是燃煤过程中NO_X产生的前驱物。

因此，开发高效的HCN脱除工艺，对控制煤加工、燃烧过程中污染物排放均具有十分重要的意义。

目前，在国内外脱除HCN的方法主要有四种：直接氧化法、催化氧化法、吸收法、吸附法。吸附法是采用吸附剂吸附HCN气体，以降低HCN排放浓度，防治其污染的方法。与其它脱除方法相比，吸附法具有脱除HCN彻底，废弃物可再循环等优点。活性炭、硅胶和金属等对HCN均有较强的吸附作用。其中，活性炭由于具有孔隙结构发达，比表面积大，吸附速度快，吸附容量高，易于再生，经久耐用等特点，对HCN的吸附效应最显著，研究得最深入，因而广泛用于气体吸附中。

黎成勇等进行了Al₂O₃和TiO₂对香烟中HCN的吸附试验发现，Al₂O₃ 和TiO₂对卷烟烟气HCN的脱除率分别为42.10%和34.18%，并且其吸附主要以化学吸附为主。Mykola Seredych等研究了尿素改性处理活性炭对HCN的吸附作用。童保云等发明了一种降低卷烟主流烟气中氢氰酸的吸附剂及制备方法（CN102273730A），用掺杂氧化铝、氧化镁/氧化钙、氧化铜的多孔二氧化硅复合材料吸附脱除氢氰酸。该发明吸附剂具有常温下可显著选择性降低卷烟主流烟气中HCN含量的特点，降低率可达约68.6%，选择性降低可达10-35%。

目前关于HCN的吸附剂大多制备过程比较复杂，需要多种材料掺杂并经过一系列的复杂处理后才能用于脱除HCN，因此亟需一种新的更廉价、方便的用于脱除HCN的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、可操作性强的用于脱除氢氰酸的活性炭改性方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种用于脱除氢氰酸的活性炭改性方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将活性炭置于蒸馏水中，完全浸没，浸泡12—15h，过滤；

2）将步骤1）过滤得到的活性炭在100—110℃下恒温干燥12—24h；

3）配制浓度为4%—6%的CaCl₂溶液；

4）将步骤2）中干燥后的活性炭置于步骤3）配制的CaCl₂溶液中，搅拌使其充分混合后，静置6—8h；

5）将步骤4）中活性炭过滤、洗涤，在100—110℃下恒温干燥12—24h。

进一步的，所述搅拌为磁力搅拌，搅拌速度为300—1000r/min。

进一步的，所述磁力搅拌时间为2—4h。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明一种用于脱除氢氰酸的活性炭改性方法，其工艺过程简单、可操作性强，脱除氢氰酸的活性炭通过氯化钙改性处理，可以降低活性炭表面的酸性含氧官能团，增加表面的碱性含氧官能团，降低酸性，提高碱性，从而提高活性炭脱除氢氰酸的能力。

附图说明

图1经CaCl₂溶液改性后的活性炭吸附HCN的穿透时间随CaCl₂浓度（ω/ω）变化趋势。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

本发明一种用于脱除氢氰酸的活性炭改性方法，包括以下步骤：1）将椰壳活性炭置于蒸馏水中，完全浸没，浸泡13h，过滤；2）将过滤得到的活性炭在110℃下恒温干燥15h；3）配制浓度为4%的CaCl₂溶液；4）将步骤2）中干燥后的椰壳活性炭置于CaCl₂溶液中，以500r/min搅拌速度磁力搅拌2h，使其充分混合后，静置6h；5）将步骤4）中活性炭过滤、洗涤，在100℃下恒温干燥16h。在固定床上进行吸附试验，控制温度为100℃，取改性后的椰壳活性炭2g，HCN初始浓度200ppm，气体体积流量为1000mL·min^-1。穿透时间定义为出口HCN浓度上升到入口浓度的80%所用的时间。由图1可以看出，当氯化钙质量浓度为4%时，穿透时间为512s，表现出较佳的脱除效果。

实施例2：

本发明一种用于脱除氢氰酸的活性炭改性方法，包括以下步骤：1）将果壳活性炭置于蒸馏水中，完全浸没，浸泡14h，过滤；2）将过滤得到的果壳活性炭在100℃下恒温干燥18h；3）配制浓度为5%的CaCl₂溶液；4）将步骤2）中干燥后的果壳活性炭置于CaCl₂溶液中，以600r/min搅拌速度磁力搅拌3h，使其充分混合后，静置8h；5）将步骤4）中活性炭过滤、洗涤，在100℃下恒温干燥18h。在固定床上进行吸附试验，控制温度为100℃，取改性后的果壳活性炭2g，HCN初始浓度200ppm，气体体积流量为1000mL·min^-1。穿透时间定义为出口HCN浓度上升到入口浓度的80%所用的时间。由图1可以看出，当氯化钙质量浓度为5%时，穿透时间为914s，表现出较佳的脱除效果。

实施例3：

本发明一种用于脱除氢氰酸的活性炭改性方法，包括以下步骤：1）将果壳活性炭置于蒸馏水中，完全浸没，浸泡15h，过滤；2）将过滤得到的果壳活性炭在110℃下恒温干燥16h；3）配制浓度为6%的CaCl₂溶液；4）将步骤2）中干燥后的果壳活性炭置于CaCl₂溶液中，以800r/min搅拌速度磁力搅拌4h，使其充分混合后，静置7h；5）将步骤4）中活性炭过滤、洗涤，在110℃下恒温干燥15h。在固定床上进行吸附试验，控制温度为100℃，取改性后的果壳活性炭2g，HCN初始浓度200ppm，气体体积流量为1000mL·min^-1。穿透时间定义为出口HCN浓度上升到入口浓度的80%所用的时间。由图1可以看出，当氯化钙质量浓度为6%时，穿透时间为796s，表现出较佳的脱除效果。

本发明所用活性炭相关性能参数如下表1所示。

表1. 活性炭性能参数

本发明的优点在于：

1、采用CaCl₂溶液处理活性炭可显著增强其脱除氢氰酸的能力，且该工艺所用原料成本低廉，经济可行；

2、通过试验确定了最佳CaCl₂浓度，对活性炭改性处理工艺进行了优化；

3、吸附剂活性炭处理方法简单易行，易于实现。

Claims

1.一种用于脱除氢氰酸的活性炭改性方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将活性炭置于蒸馏水中，完全浸没，浸泡12—15h，过滤；

3）配制浓度为4%—6%的CaCl₂溶液；

2.根据权利要求1所述的一种用于脱除氢氰酸的活性炭改性方法，其特征在于所述搅拌为磁力搅拌，搅拌速度为300—1000r/min。

3.根据权利要求2所述的一种用于脱除氢氰酸的活性炭改性方法，其特征在于所述磁力搅拌时间为2—4h。