CN1884062A - 一种高比表面积活性炭的连续制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高比表面积活性炭的连续制备方法,属于高比表面积活性炭的制造方法技术领域,本发明将高硫煤粉碎,高硫煤粉与KOH活化剂按重量比1∶4~8混合,装入连续反应器内,在氮气保护下升温,升温速度16~18℃/min,到350~450℃,恒温1小时脱水;再继续以升温速度16~18℃/min,升温到750~850℃,开始活化,恒温100分钟,反应结束后在氮气保护下降温到室温,取出活性炭进行KOH回收和水洗,进行烘干制成产品。本发明产品安全可靠,提高了生产过程中的安全性生产更加连续,提高了生产效率,降低了生产成本,产品质量稳定,具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于高比表面积活性炭的制造方法技术领域。
背景技术
由于全球石油资源的缺乏,人们用天然气来代替石油作为燃料,特别是在汽车燃料领域,天然气蕴含丰富、价格便宜、燃烧后排放物对大气污染轻,因此作为燃料尤其是汽车代用燃料越来越受到人们的重视。但是气体燃料与液体燃料相比的主要不足是体积能量密度低,正是这一点限制了天然气汽车的大规模应用,起初人们使用20MPa高压压缩储存天然气的CNG技术,而此技术的缺点是:a、需要四级压缩,功耗高;b、高压充装设备投资大;c、高压气瓶的危险系数大。于是人们开始使用活性炭吸附储存天然气的ANG技术,可以大大降低天然气的压力,由于普通的粒状活性炭的比表面积约为1000m2/g,用ANG技术在4MPa的压力下储存天然气的能力为用ANG技术在20Mpa的一半,而当活性炭的比表面积约为2000m2/g时,用ANG技术在4MPa的压力下储存天然气的能力为与ANG技术在20Mpa的相当。因此,提高活性炭的比表面积成为天然气汽车大规模使用的关键。
工业上制备高比表面积活性炭的方法基本上为化学活化法,目前以KOH作为活化剂的高比表面积活性炭生产的得到了应用,例如:专利号为ZL 02129599.9的制备方法为间歇式生产方法,但其采用KOH溶液来制备,对设备腐蚀严重、产量小,不能满足市场需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种高比表面积活性炭的连续制备方法,采用干法混合原料和连续炭化反应器来生产高比表面积活性炭。
本发明是这样实现的:一种高比表面积活性炭的连续制备方法,包括以下步骤:
将含硫量≤2.1wt%的高硫煤粉碎至60~200目,将KOH活化剂碎到60~200目;高硫煤粉与KOH活化剂按重量比1∶4~8混合;
而后将混合后的原料连续装入反应器内,封闭反应器后,通入氮气做气封,在氮气保护下升温,升温速度16~18℃/min,到350~450℃,恒温1小时脱水;
再继续以升温速度16~18℃/min,升温到750~850℃,开始活化,恒温100分钟,反应结束后在氮气保护下降温到室温,取出活性炭进行KOH回收和水洗,进行烘干制成产品。
本发明与现有的工艺相比有以下有益效果:
1、安全可靠:采用干法混合原料,避免了KOH溶液的配制过程腐蚀设备,提高了生产过程中的安全性。
2、生产连续:整个反应过程均在固相状态下进行,避免了整个过程在液、固两相间的转变带来的问题,使生产更加连续。
3、提高了生产效率,降低了生产成本:采用全自动旋转式炭化反应器,从进料到出料全自动操作,提高了生产效率,降低了生产成本。
4、采用本发明制造的活性炭产品质量稳定,比表面积达到2400~2500m2/g,具有广泛的应用前景。
具体实施方式
实施例1:硫含量为1.2wt%的煤,粉碎到150目,将KOH活化剂碎到80目;高硫煤粉与KOH活化剂按重量比1∶4混合;
而后将混合后的原料装入镍反应器内,封闭反应器后,通入氮气,置换反应器中的空气,在氮气保护下升温,升温速度16~18℃/min,到380℃,恒温1小时脱水;
再继续以升温速度16~18℃/min,升温到780℃,开始活化,恒温100分钟,反应结束后在氮气保护下降温到室温,取出活性炭进行KOH回收和水洗,进行烘干制成产品,其BET表面积为2206m2/g。
镍反应器工作时以10~15r/min的速度旋转,加压至0.2~0.5Mpa。
原料装入镍反应器内的氮气保护工艺,与常规氮气保护气氛相同。
本发明中KOH回收,水洗,和烘干工艺与已有技术相同。
实施例2:硫含量为1.8wt%的煤,粉碎到60目,将KOH活化剂碎到100目;高硫煤粉与KOH活化剂按重量比1∶5混合;
而后将混合后的原料装入镍反应器内,封闭反应器后,通入氮气,置换反应器中的空气,在氮气保护下升温,升温速度16~18℃/min,到400℃,恒温1小时脱水;
再继续以升温速度16~18℃/min,升温到800℃,开始活化,恒温100分钟,反应结束后在氮气保护下降温到室温,取出活性炭进行KOH回收和水洗,进行烘干制成产品,其BET表面积为2425m2/g。
实施例3:硫含量为2.0wt%的煤,粉碎到200目,将KOH活化剂碎到160目,高硫煤粉与KOH活化剂按重量比1∶6混合;
而后将混合后的原料装入镍反应器内,封闭反应器后,通入氮气,置换反应器中的空气,在氮气保护下升温,升温速度16~18℃/min,到420℃,恒温1小时脱水;
再继续以升温速度16~18℃/min,升温到810℃,开始活化,恒温100分钟,反应结束后在氮气保护下降温到室温,取出活性炭进行KOH回收和水洗,进行烘干制成产品,其BET表面积为2496m2/g。
实施例4:硫含量为2.2wt%的煤,粉碎到120目,将KOH活化剂碎到130目;高硫煤粉与KOH活化剂按重量比1∶8混合;
而后将混合后的原料装入镍反应器内,封闭反应器后,通入氮气,置换反应器中的空气,在氮气保护下升温,升温速度16~18℃/min,到450℃,恒温1小时脱水;
再继续以升温速度16~18℃/min,升温到850℃,开始活化,恒温100分钟,反应结束后在氮气保护下降温到室温,取出活性炭进行KOH回收和水洗,进行烘干制成产品,其BET表面积为2617m2/g。
Claims (1)
1、一种高比表面积活性炭的连续制备方法,其特征在于制备方法包括以下步骤:
将含硫量≤2.1wt%的高硫煤粉碎至60~200目,将KOH活化剂碎到60~200目;高硫煤粉与KOH活化剂按重量比1∶4~8混合;
而后将混合后的原料装入镍反应器内,封闭反应器后,通入氮气,置换反应器中的空气,在氮气保护下升温,升温速度16~18℃/min,到350~450℃,恒温1小时脱水;
再继续以升温速度16~18℃/min,升温到750~850℃,开始活化,恒温100分钟,反应结束后在氮气保护下降温到室温,取出活性炭进行KOH回收和水洗,进行烘干制成产品。
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CN 200610098623 CN1884062A (zh) | 2006-07-10 | 2006-07-10 | 一种高比表面积活性炭的连续制备方法 |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101613102B (zh) * | 2008-06-25 | 2011-01-19 | 中国石油大学(北京) | 一种制备光催化活性炭的方法 |
CN101964259A (zh) * | 2010-10-27 | 2011-02-02 | 扬州大学 | 以高硫石油焦制备超级电容器碳电极材料的方法 |
CN101439857B (zh) * | 2008-12-11 | 2011-03-02 | 武汉科技大学 | 一种介孔活性炭及其制备方法 |
CN101475168B (zh) * | 2009-01-19 | 2011-04-20 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种对活性炭进行洗涤的方法 |
CN102689901A (zh) * | 2012-05-23 | 2012-09-26 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种快速干燥高比表面积活性炭的方法 |
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2006
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