CN104828822B - 一种活性炭在线活化系统以及活化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种活性炭在线活化系统以及活化方法，将活性炭装填至光气反应装置，光气反应装置中通入Cl2，调整氯气压力为0.10-0.15MPa，温度为850-900℃，保持通入2-3小时，当光气反应装置上的热电偶温度计的温度最高点下降到200℃时，停止氯气的通入，在光气反应装置中通入惰性气体，将其中的氯气排除干净，完成活性炭的在线活化。通过活化，可除去活性炭表面的杂质，扩大活性炭孔径，提高光气的生产效率和纯度。本发明中活化气为氯气，氯气同时又是光气反应的反应物，简化了工艺，加速了反应时间，克服了物理活化反应速度慢和能耗高的弊端。本发明中活性炭活化完毕后，通入氮气将氯气排除干净，克服了化学活化法存在的对设备腐蚀作用大，活化剂残留大的弊端。

Description

一种活性炭在线活化系统以及活化方法
技术领域
本发明涉及一种活性炭在线活化系统以及活化方法。
背景技术
光气合成反应采用活性炭为催化剂，活性炭活化效果好坏，直接影响光气反应效率、光气纯度及杂质含量。目前活性炭活化主要有物理活化法和化学活化法。物理活化法主要采用氧化性气体，比如水蒸气、CO2、氧气或空气活化，优点是工艺简单，不存在设备腐蚀和环境污染，但是反应速度慢、能耗高；化学活化法，主要是将化学药品加入到原料中，然后在惰性环境中加热，进行活化处理，常用活化试剂有ZnCl2，KOH，H3PO4，该方法的优点是活化时间短，活化反应易控制，产物比表面积大等优点。但是对设备腐蚀大，活化剂残留大。但是，此两种方法均不适用于在光气反应器中活化活性炭。为此，发明一种活性炭在线活化的系统和方法。
发明内容
本专利克服了物理活化和化学活化的不足，提供一种活性炭在线活化系统与活化方法，该生产工艺简单，易于控制，能耗低，无活化剂残留，解决了光气反应器中在线活化活性炭的问题。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案为：
一种活性炭在线活化系统，包括氯气存储装置、一氧化碳存储装置、气体混合装置、光气反应装置、尾气处理系统、用于监测氯气是否彻底置换的聚合反应装置以及惰性气体存储装置，其中，所述氯气存储装置、一氧化碳存储装置和惰性气体存储装置均与所述气体混合装置连接，所述气体混合装置、光气反应装置以及尾气处理系统依次连接，所述聚合反应装置与光气反应装置的尾气管路连接。聚合反应装置设置氯气在线监测仪表，可探测光气反应装置中是否有未被氮气置换的氯气存在。
优选的，所述惰性气体存储装置为氮气罐。
优选的，所述尾气处理系统包括相互连接的烧碱洗涤器和焚烧炉，烧碱洗涤器与所述光气反应装置连接。
一种活性炭在线活化的方法，包括如下步骤：将活性炭装填至光气反应装置，光气反应装置中通入Cl2，调整氯气压力为0.10-0.15MPa，温度为850-90℃，保持通入2-3小时，当光气反应装置上的热电偶温度计的温度最高点下降到200℃时，停止氯气的通入，在光气反应装置中通入惰性气体，将其中的氯气排除干净，完成活性炭的在线活化。
优选的，所述氯气压力为0.1MPa。
优选的，所述氯气温度为900℃。
优选的，所述惰性气体为氮气。
优选的，所述光气反应装置中的氯气排除干净的指标为光气反应装置的尾气中氯气含量在1ppm以下。
优选的，所述光气反应装置尾气中的氯气被质量浓度为15-25％的氢氧化钠溶液吸收。
本发明的有益技术效果为：
1、本发明中活化气为氯气，氯气同时又是光气反应的反应物，简化了工艺，加速了反应时间，克服了物理活化反应速度慢和能耗高的弊端。
2、本发明中活性炭活化完毕后，通入氮气将氯气排除干净，克服了化学活化法存在的对设备腐蚀作用大，活化剂残留大的弊端。
3、本发明中有尾气处理装置，将尾气中的氯气和一氧化碳吸收燃烧，避免了有毒气体对环境的污染。
4、活化可彻底清理活性炭表面残留的油分、灰分及碳氢化合物等杂质，并扩大活性炭的孔径，提高光气的生产效率和纯度。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
其中，1、氯气存储装置，2、一氧化碳存储装置，3、气体混合装置，4、光气反应装置，5、聚合反应装置，6、烧碱洗涤器，7、焚烧炉，8、惰性气体存储装置。
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说明。
如图1所示，一种活性炭在线活化系统，包括氯气存储装置1、一氧化碳存储装置2、气体混合装置3、光气反应装置4、尾气处理系统、用于监测氯气是否彻底置换的聚合反应装置以及惰性气体存储装置8，其中，所述氯气存储装置1、一氧化碳存储装置2和惰性气体存储装置8均与所述气体混合装置3连接，所述气体混合装置3、光气反应装置4以及尾气处理系统依次连接，所述聚合反应装置5与光气反应装置4的尾气管路连接。
所述惰性气体存储装置8为氮气罐。
所述尾气处理系统包括相互连接的烧碱洗涤器6和焚烧炉7，烧碱洗涤器6与所述光气反应装置4连接。
一种活性炭在线活化的方法，包括如下步骤：将活性炭装填至光气反应装置4，光气反应装置4中通入Cl2，调整氯气压力为0.1MPa，温度为900℃，保持通入2小时，当光气反应装置4上的热电偶温度计的温度最高点下降到200℃时，停止氯气的通入，在光气反应装置4中通入惰性气体，将其中的氯气排除干净，尾气中氯气含量在1ppm以下，完成活性炭的在线活化。
所述光气反应装置4的尾气中的氯气被质量浓度为15-25％的氢氧化钠溶液吸收，没有被吸收的一氧化碳在焚烧炉7中燃烧去除。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种活性炭在线活化方法，其特征在于：该活性炭在线活化方法应用的活化设备，包括氯气存储装置、一氧化碳存储装置、气体混合装置、光气反应装置、尾气处理系统、用于监测氯气是否彻底置换的聚合反应装置以及惰性气体存储装置，其中，所述氯气存储装置、一氧化碳存储装置和惰性气体存储装置均与所述气体混合装置连接，所述气体混合装置、光气反应装置以及尾气处理系统依次连接，所述聚合反应装置与光气反应装置的尾气管路连接，聚合反应装置内设置氯气在线监测仪表；
活性炭在线活化方法包括如下步骤：将活性炭装填至光气反应装置，光气反应装置中通入Cl2，调整氯气压力为0.10-0.15MPa，温度为850-900℃，保持通入2-3小时，当光气反应装置上的热电偶温度计的温度最高点下降到200℃时，停止氯气的通入，在光气反应装置中通入惰性气体，将其中的氯气排除干净，完成活性炭的在线活化。
2.根据权利要求1所述的活化方法，其特征在于：所述惰性气体存储装置为氮气罐。
3.根据权利要求1所述的活化方法，其特征在于：所述尾气处理系统包括相互连接的烧碱洗涤器和焚烧炉，烧碱洗涤器与所述光气反应装置连接。
4.根据权利要求1所述的活化方法，其特征在于：所述氯气压力为0.1MPa。
5.根据权利要求1所述的活化方法，其特征在于：所述氯气温度为900℃。
6.根据权利要求1所述的活化方法，其特征在于：所述惰性气体为氮气。
7.根据权利要求1所述的活化方法，其特征在于：所述光气反应装置中的氯气排除干净的指标为光气反应装置的尾气中氯气含量在1ppm以下。
8.根据权利要求1所述的活化方法，其特征在于：所述光气反应装置尾气中的氯气被质量浓度为15-25％的氢氧化钠溶液吸收。
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