CN103055812A - 一种变压吸附中甲烷专用碳吸附剂的制备方法 - Google Patents

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李森
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Abstract

本发明公开了一种变压吸附中甲烷专用碳吸附剂的制备方法，包括：(1)前驱体的制备：将煤粉粉碎获得煤粉料，向所述煤粉料中加入煤焦油、氢氧化钠、硝酸钾、碳酸钙、氯化镁和水，搅拌均匀后挤条，静置后碳化即的前驱体；(2)吸附剂的制备：将所得前驱体置于斯德普炉或多功能转炉内，在水蒸气存在下活化，然后用盐酸溶液浸泡，水洗、干燥即得成品；通过上述技术方案后的有益效果是：变压吸附中CH4专用碳吸附剂强度高、微孔集中、孔容大、吸附和解吸速度快、CH4吸附容量达到25.0ml/g，对于CO的吸附小于2.0ml，强度大于95％；在制备过程中通过添加催化剂缩短活化时间，从而增加对甲烷的吸附量。

Description

一种变压吸附中甲烷专用碳吸附剂的制备方法
技术领域
本发明涉及吸附剂及制备方法，具体涉及一种变压吸附中甲烷专用碳吸附剂的制备方法。
背景技术
在现代工业中，N2、CH4、CO是重要的基础化工原料。N2在化工、电子、也进、饰品、机械等领域早已获得了广泛的应用，现代工业对氮的需求量每年以大于10％的速度增加；CH4除做为合成原料外，当前更多的是做为能源实用，而CO是羟基合成有机化学食品的重要原料，还可以生产多种邮寄化学品，如甲酸、草酸、醋酸、甲基甲酰胺DMF、二异氰酸酯TDL等。在矿业、煤焦化工、石油化工等工业生产过程中，往往多种如CO、CO2N2CH4H2和乙烯等并存，变压吸附(PSA)技术是目前最为经济有效的气体分离提纯方法，而吸附剂的选择是SPA能否实现的关键。
发明内容
本发明提供一种CH4吸附能力强、组分离系数大的的吸附剂及制备方法。具体技术方案如下：
一种变压吸附中甲烷专用碳吸附剂的制备方法，包括：
(1)前驱体的制备：将煤粉粉碎至颗粒粒径大于200目的煤粉料，向所述煤粉料中加入煤焦油、氢氧化钠、硝酸钾、碳酸钙、氯化镁和水，搅拌均匀后用压力机挤条，静置2-3天后碳化即的前驱体；
(2)吸附剂的制备：将所得前驱体置于斯德普炉或多功能转炉内，在水蒸气存在下于850-950℃活化至碘值900-1000mg/g，亚甲蓝100-150mg/g，然后用盐酸溶液浸泡8-24小时，水洗至PH值7-9后于120℃干燥1小时即得成品；
其特征在于：步骤(1)中煤粉100份，煤焦油40-45份，氢氧化钠3-8份，硝酸钾4-6份，碳酸钙3-8份，氯化镁4-6份，水10-20份。
优选地，步骤(1)中硝酸钾5份。
优选地，步骤(1)中氯化镁5份。
步骤(1)中的碳化是在600℃隔氧碳化，时间为2-3小时。
步骤(2)中活化时水蒸气的通入量为每吨前驱体800kg，流速为20ml/min。
步骤(2)中盐酸溶液的质量浓度为3-10％。
本发明的优点：
1.本发明变压吸附中CH4专用碳吸附剂强度高、微孔集中、孔容大、吸附和解吸速度快、CH4吸附容量达到25.0ml/g，对于CO的吸附小于2.0ml，强度大于95％；
2.本发明在制备过程中通过添加催化剂缩短活化时间，是微孔量增加，无效孔减少，从而增加对甲烷的吸附量。
具体实施方式
实施例一
一种变压吸附中甲烷专用碳吸附剂的制备方法，包括：
(1)前驱体的制备：将煤粉粉碎至颗粒粒径大于200目的煤粉料，向所述煤粉料中加入煤粉100份，煤焦油40-45份，氢氧化钠3-8份，硝酸钾4-6份，碳酸钙3-8份，氯化镁4-6份，水10-20份，搅拌均匀后用压力机挤条，静置2-3天后在，600℃隔氧碳化，时间为2-3小时，即的前驱体；
(2)吸附剂的制备：将所得前驱体置于斯德普炉或多功能转炉内，在每吨前驱体800kg，流速为20ml/min的水蒸气存在下于850-950℃活化至碘值900-1000mg/g，亚甲蓝100-150mg/g，然后用质量浓度为3-10％盐酸溶液浸泡8-24小时，水洗至PH值7-9后于120℃干燥1小时即得成品。
实施例二
一种变压吸附中甲烷专用碳吸附剂的制备方法，包括：
(1)前驱体的制备：将煤粉粉碎至颗粒粒径大于200目的煤粉料，向所述煤粉料中加入煤粉100份，煤焦油40-45份，氢氧化钠3-8份，硝酸钾5份，碳酸钙3-8份，氯化镁5份，水10-20份，搅拌均匀后用压力机挤条，静置2-3天后在，600℃隔氧碳化，时间为2-3小时，即的前驱体；
(2)吸附剂的制备：将所得前驱体置于斯德普炉或多功能转炉内，在每吨前驱体800kg，流速为20ml/min的水蒸气存在下于850-950℃活化至碘值900-1000mg/g，亚甲蓝100-150mg/g，然后用质量浓度为3-10％盐酸溶液浸泡8-24小时，水洗至PH值7-9后于120℃干燥1小时即得成品。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种变压吸附中甲烷专用碳吸附剂的制备方法，包括：
(1)前驱体的制备：将煤粉粉碎至颗粒粒径大于200目的煤粉料，向所述煤粉料中加入煤焦油、氢氧化钠、硝酸钾、碳酸钙、氯化镁和水，搅拌均匀后用压力机挤条，静置2-3天后碳化即的前驱体；
(2)吸附剂的制备：将所得前驱体置于斯德普炉或多功能转炉内，在水蒸气存在下于850-950℃活化至碘值900-1000mg/g，亚甲蓝100-150mg/g，然后用盐酸溶液浸泡8-24小时，水洗至PH值7-9后于120℃干燥1小时即得成品；
特征在于：步骤(1)中煤粉100份，煤焦油40-45份，氢氧化钠3-8份，硝酸钾4-6份，碳酸钙3-8份，氯化镁4-6份，水10-20份。
2.根据权利要求1所述的一种变压吸附中甲烷专用碳吸附剂的制备方法，其特征在于：优选地，步骤(1)中硝酸钾5份。
3.根据权利要求1所述的一种变压吸附中甲烷专用碳吸附剂的制备方法，其特征在于：优选地，步骤(1)中氯化镁5份。
4.根据权利要求1所述的一种变压吸附中甲烷专用碳吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的碳化是在600℃隔氧碳化，时间为2-3小时。
5.根据权利要求1所述的一种变压吸附中甲烷专用碳吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中活化时水蒸气的通入量为每吨前驱体800kg，流速为20ml/min。
6.根据权利要求1所述的一种变压吸附中甲烷专用碳吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中盐酸溶液的质量浓度为3-10％。
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