利用高硫石油焦制備富硫活性炭的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高硫石油焦回收利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種利用高硫石油焦制備富硫活性炭的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，電力需求大幅增加，使得作為我國主要一次能源的煤炭需求急劇上升。然而，煤炭的大量利用對環(huán)境保護(hù)提出了巨大的挑戰(zhàn)。煤炭的組成成分復(fù)雜，其大量燃燒時會產(chǎn)生含有大量顆粒物、灰塵、有害氣體及痕量元素等的煙氣，對環(huán)境和人體健康有著嚴(yán)重的危害。其中痕量元素的危害日益為人們所重視，汞作為煤中最有害元素之一，即使聚集量很小，也會對生態(tài)環(huán)境及人類健康造成巨大的危害。因此，煙氣脫汞在國內(nèi)外都得到了普遍的重視。
[0003]在目前眾多的脫汞方法中，吸附法脫汞是較為有效且較有前景的治汞技術(shù)。所用吸附劑主要包括:活性炭、沸石、鈣基活性炭及飛灰等。活性炭對于煙氣中最難除去且危害極大的氣態(tài)單質(zhì)汞有良好的吸附效果。但商業(yè)活性炭利用率低、消耗量大，直接采用活性炭吸附法成本過高。
[0004]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是:用于吸附法脫汞的活性炭成本高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種用高硫石油焦制備富硫活性炭的方法，大幅降低活性炭的制造成本，同時降低高硫石油焦對環(huán)境的污染。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:
[0007]—種利用高硫石油焦制備富硫活性炭的方法，包括如下步驟:
[0008](10)原料混合:將氫氧化鉀固體粉末與粒徑為60?120目、含硫量高于4%的高硫石油焦顆粒按配比混合，攪拌均勻；
[0009]優(yōu)選地，高硫石油焦與氫氧化鉀的質(zhì)量比為1:3?8，最佳為1:5。
[0010](20)煅燒活化:將氫氧化鉀與高硫石油焦顆粒混合物在500?800°C下煅燒活化3?6小時，收集煅燒活化過程中產(chǎn)生的硫化氫氣體，固體冷卻至室溫后取出，經(jīng)水洗、干燥，得到粉末狀活性炭；
[0011]優(yōu)選地，煅燒活化溫度為6000C，時間為4小時。
[0012](30)石油焦燃燒:另外燃燒高硫石油焦顆粒，為(20)煅燒活化步驟提供活化能，收集生成的二氧化硫氣體；
[0013](40)單質(zhì)硫生成:將硫化氫氣體與二氧化硫氣體混合，反應(yīng)得到單質(zhì)硫；
[0014](50)炭粒浸漬:將活性炭顆粒浸漬于由單質(zhì)硫配制的浸漬溶液中0.1?72小時后，干燥，得到富硫活性炭。
[0015]優(yōu)選地，浸漬溫度為25?100°C;浸漬時間為0.1?25小時;浸漬溶液的質(zhì)量濃度為1%?50%;干燥溫度為60?180°C，干燥時間為2?20小時。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為:
[0017]大幅降低活性炭的制造成本，同時降低高硫石油焦對環(huán)境的污染。本發(fā)明采用低價值廢棄物高硫石油焦為前驅(qū)體，用氫氧化鉀堿活化的方法，制備高比表面、高吸附脫汞用活性炭，利用活化過程產(chǎn)生的硫化氫氣體與高硫石油焦直接燃燒產(chǎn)生的二氧化硫氣體反應(yīng)生成單質(zhì)硫，將單質(zhì)硫負(fù)載于活性炭表面進(jìn)一步提高其吸附脫汞能力，降低了活性炭的制備成本。在實(shí)現(xiàn)高硫石油焦資源化利用及高附加值利用的同時，減小了高硫石油焦燃燒時造成的硫污染。
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明利用高硫石油焦制備富硫活性炭的方法流程圖。
[0020]圖2為本發(fā)明利用高硫石油焦制備富硫活性炭的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]以下各實(shí)施例均采用與上述技術(shù)方案相同的步驟進(jìn)行，以便于對比。
[0022]各實(shí)施例所用的材料、設(shè)備未經(jīng)特別說明均為市售。檢測方法未經(jīng)特別說明均為常規(guī)方法。
[0023]實(shí)施例一
[0024]選取60目高硫石油焦，按質(zhì)量比為1:5稱量氫氧化鉀，混合攪拌?；旌衔镌?00°C下煅燒活化3小時，冷卻至室溫后取出，經(jīng)水洗、干燥后得到粉末狀活性炭產(chǎn)品，收集煅燒活化過程中產(chǎn)生的硫化氫氣體。選取高硫石油焦直接燃燒，收集燃燒過程中產(chǎn)生的二氧化硫氣體。將兩種氣體混合反應(yīng)，獲得單質(zhì)硫產(chǎn)品。將單質(zhì)硫配制成質(zhì)量濃度為10%的浸漬液，將活性炭浸漬3小時。浸漬完成后，于60°C干燥3小時，制得富硫活性炭。脫汞率達(dá)91%。
[0025]實(shí)施例二
[0026]選取60目高硫石油焦，按質(zhì)量比為1:5稱量氫氧化鉀，混合攪拌?；旌衔镌?00°C下煅燒活化4小時，冷卻至室溫取出，經(jīng)水洗、干燥后得到粉末狀活性炭產(chǎn)品，收集煅燒活化過程中產(chǎn)生的硫化氫氣體。選取高硫石油焦直接燃燒，收集燃燒過程中產(chǎn)生的二氧化硫氣體。將兩種氣體混合反應(yīng)，獲得單質(zhì)硫產(chǎn)品。將單質(zhì)硫配制成質(zhì)量濃度為20%的浸漬液，將活性炭浸漬3小時。浸漬完成后，于80°C干燥4小時，制得富硫活性炭。脫汞率達(dá)95%。
[0027]實(shí)施例三
[0028]選取80目高硫石油焦，按質(zhì)量比為1:5稱量氫氧化鉀，混合攪拌?；旌衔镌?00°C下煅燒活化3小時，冷卻至室溫取出，經(jīng)水洗、干燥后得到粉末狀活性炭產(chǎn)品，收集煅燒活化過程中產(chǎn)生的硫化氫氣體。選取高硫石油焦直接燃燒，收集燃燒過程中產(chǎn)生的二氧化硫氣體。將兩種氣體混合反應(yīng)，獲得單質(zhì)硫產(chǎn)品將單質(zhì)硫配制成質(zhì)量濃度為30%的浸漬液，將活性炭浸漬2小時。浸漬完成后，于80°C干燥6小時，制得富硫活性炭。脫汞率達(dá)93%。
[0029]實(shí)施例四
[0030]選取100目高硫石油焦，按質(zhì)量比為1: 5稱量氫氧化鉀，混合攪拌。混合物在600°C下煅燒活化3小時，冷卻至室溫取出，經(jīng)水洗、干燥后得到粉末狀活性炭產(chǎn)品，收集煅燒活化過程中產(chǎn)生的硫化氫氣體。選取高硫石油焦直接燃燒，收集燃燒過程中產(chǎn)生的二氧化硫氣體。將兩種氣體混合反應(yīng)，獲得單質(zhì)硫產(chǎn)品。將單質(zhì)硫配制成質(zhì)量濃度為20%的浸漬液，將活性炭浸漬3小時。浸漬完成后，于80°C干燥4小時，制得富硫活性炭。脫汞率達(dá)91%。
[0031 ] 實(shí)施例五
[0032]選取120目高硫石油焦，按質(zhì)量比為1: 5稱量氫氧化鉀，混合攪拌?；旌衔镌?00°C下煅燒活化3小時，冷卻至室溫取出，經(jīng)水洗、干燥后得到粉末狀活性炭產(chǎn)品，收集煅燒活化過程中產(chǎn)生的硫化氫氣體。選取高硫石油焦直接燃燒，收集燃燒過程中產(chǎn)生的二氧化硫氣體。將兩種氣體混合反應(yīng)，獲得單質(zhì)硫產(chǎn)品。將單質(zhì)硫配制成質(zhì)量濃度為40%的浸漬液，將活性炭浸漬3小時。浸漬完成后，于120°C干燥5小時，制得富硫活性炭。脫汞率達(dá)90%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用高硫石油焦制備富硫活性炭的方法，其特征在于，包括如下步驟: (10)原料混合:將氫氧化鉀固體粉末與粒徑為60?120目、含硫量高于4%的高硫石油焦顆粒按配比混合，攪拌均勻； (20)煅燒活化:將氫氧化鉀與高硫石油焦顆?；旌衔镌?00?800°C下煅燒活化3?6小時，收集煅燒活化過程中產(chǎn)生的硫化氫氣體，固體冷卻至室溫后取出，經(jīng)水洗、干燥，得到粉末狀活性炭； (30)石油焦燃燒:另外燃燒高硫石油焦顆粒，為(20)煅燒活化步驟提供活化能，收集生成的二氧化硫氣體； (40)單質(zhì)硫生成:將硫化氫氣體與二氧化硫氣體混合，反應(yīng)得到單質(zhì)硫； (50)炭粒浸漬:將活性炭顆粒浸漬于由單質(zhì)硫配制的浸漬溶液中0.1?72小時后，干燥，得到富硫活性炭。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備富硫活性炭的方法，其特征在于，所述(10)原料混合步驟中，高硫石油焦與氫氧化鉀的質(zhì)量比為1:3?8。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備富硫活性炭的方法，其特征在于，所述(10)原料混合步驟中，高硫石油焦與氫氧化鉀的質(zhì)量比為1:5。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備富硫活性炭的方法，其特征在于，所述(20)煅燒活化步驟中，煅燒活化溫度為6000C，時間為4小時。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備富硫活性炭的方法，其特征在于，所述(50)炭粒浸漬步驟中，浸漬溫度為25?100°C。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備富硫活性炭的方法，其特征在于，所述(50)炭粒浸漬步驟中，浸漬時間為0.1?25小時。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備富硫活性炭的方法，其特征在于，所述(50)炭粒浸漬步驟中，浸漬溶液的質(zhì)量濃度為I %?50%。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備富硫活性炭的方法，其特征在于，所述(50)炭粒浸漬步驟中，干燥溫度為60?180°C，干燥時間為2?20小時。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用高硫石油焦制備富硫活性炭的方法，包括如下步驟：(10)原料混合：將氫氧化鉀固體粉末與高硫石油焦顆粒按配比混合，攪拌均勻；(20)煅燒活化：將混合物煅燒活化，收集煅燒活化過程中產(chǎn)生的硫化氫氣體，固體冷卻、水洗、干燥，得到粉末狀活性炭；(30)石油焦燃燒：另外燃燒高硫石油焦顆粒，生成二氧化硫氣體；(40)單質(zhì)硫生成：將硫化氫氣體與二氧化硫氣體混合，反應(yīng)得到單質(zhì)硫；(50)炭粒浸漬：將活性炭顆粒浸漬于由單質(zhì)硫配制的浸漬溶液中0.1～72小時后，干燥，得到富硫活性炭。本發(fā)明的方法，可以大幅降低活性炭的制造成本，降低高硫石油焦對環(huán)境的污染，達(dá)到“固硫脫汞”的目的。
【IPC分類】B01D53/02, C01B31/12
【公開號】CN105712347
【申請?zhí)枴緾N201610249895
【發(fā)明人】張淮浩, 李丹丹, 管兵, 李俞, 趙靜
【申請人】揚(yáng)州大學(xué)