[发明专利]一种缓和金属钾危害的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及到一种缓和金属钾危害的制备超级活性炭的方法。具体来说是缓和在高温下含炭前驱体与KOH反应过程中产生的金属钾蒸气的危害的方法。 

技术背景： 

目前，超级活性炭的制备是研究的热点，而要制备该活性炭一般需要采用化学活化的方法，尤其是要制备比表面积更高的活性炭必须采用KOH，其它的活化剂如NaOH、ZnCI₂、K₂CO₃等不易得到高比表面积的活性炭。由于KOH与含炭前驱体反应必须在800℃以上才能充分反应，在此过程中，含炭前驱体中的碳与KOH反应，产生大量的金属钾，钾的沸点为774℃，因此在800℃以上的反应温度下，金属钾将以蒸气的形式逸出反应体系。当金属钾的蒸气逸出到反应器的出口处时，由于出口处的温度一般低于金属钾的沸点，致使金属钾冷凝在反应器的出口处。随着反应时间的延长，冷凝的金属钾将越积越多，严重时将堵塞反应器，使得反应系统成为密闭系统，从而引起爆炸等事故。即便金属钾冷凝后未堵塞反应器，在反应完毕后打开反应器后，出口处的金属钾与空气接触，也将造成起火燃烧、爆炸等严重后果。但到目前为止，尚未发现关于如何缓和甚至消除反应过程中产生的金属钾蒸气的报道。 

发明内容：

本发明的目的就是提供一种缓和金属钾危害的制备超级活性炭的方法。 

本发明的实施过程如下： 

将重量比为1∶1～1∶6的含炭前驱体与KOH混合均匀，通入N₂，然后从室温升到预定的反应温度800-900℃。当反应温度升到650℃之后，在惰性气氛中补加N₂量的5-20％(体积比)的水蒸气或5-30％(体积比)的甲醇或乙醇，也可以补加5-20％(体积比)的水蒸气与甲醇或乙醇的混合气体，其中水蒸气与醇的配比为1∶1～1∶5(体积比)。一直到反应结束后，炉内温度降到500℃之后，停止补加水蒸气或醇类气体或二者的混合气体。待反应温度降到近室温时，取出反应产物，进行水洗干燥即得超级活性炭。 

本发明的实施原理如下： 

由于金属钾是极其活泼的，在遇到水蒸气、空气时将进行激烈的反应，另外金属钾也能够与醇类如甲醇或乙醇反应。鉴于金属钾的这些反应特性，本发明拟采用在反应气氛中添加上述气体，以使反应过程中产生的金属钾蒸气与上述气体接触后反应生成固体的KOH或醇钾，该KOH或醇钾可返回到反应体系中，这样就达到了将气态的金属钾变化为固态的产物，以保证出口的畅通并减少爆炸的危险的目的。 

但是，由于若采用空气作为反应气体的话，有可能造成气氛中氧的过量，致使含炭前驱体与KOH反应过程中生成的可燃性轻组分与氧气作用，产生爆炸。因此本发明专利中以在反应器气氛中添加水蒸气和醇类蒸气为主。 

由于水蒸气在高温下也与含炭前驱体反应，产生微孔拓宽的活性炭，而微孔量的下降将使最终活性炭的比表面积降低，故本发明中所添加的水蒸气的数量要尽可能少一些，以保证既能消除掉金属钾同时又能保证与含炭前驱体的反应降至最低。 

本发明的优点就在于在反应产生大量金属钾蒸气的时候，即通入合适量的与金属钾反应但与含炭前驱体反应较弱或不反应的气体，从而显著消除反应过程产生的金属钾，使之变为固态产物，减少对出口处的堵塞，极大地提高了反应器打开后的安全性。 

具体实施方式

实施例1 

将重量比为1∶1的含炭前驱体与KOH混合均匀，通入N₂，然后从室温升到900℃。当反应温度升到650℃之后，在惰性气氛中补加N₂量的5％(体积比)的水蒸气一直到反应结束后，炉内温度降到500℃之后，停止补加水蒸气。待反 应温度降到近室温时，取出反应产物，进行水洗干燥即得超级活性炭。 

实施例2 

将重量比为1∶4的含炭前驱体与KOH混合均匀，通入N₂，然后从室温升到800℃。当反应温度升到650℃之后，在惰性气氛中补加N2量的15％(体积比)的水蒸气一直到反应结束后，炉内温度降到500℃之后，停止补加水蒸气。待反应温度降到近室温时，取出反应产物，进行水洗干燥即得超级活性炭。 

实施例3