[发明专利]脱除二氧化碳中微量苯的吸附剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于资源环境技术领域，涉及到一种脱除二氧化碳中或其他气体中微量苯的吸附剂及其制备方法。

背景技术

目前二氧化碳废气对大气的污染越来越严重，因此回收利用二氧化碳资源用于化工、机械、食品、农业等领域具有重要的意义。食品级CO₂不仅是食品行业中重要的添加剂，还在CO₂聚酯行业以及医用领域越来越引起重视。回收化肥厂和合成氨尾气中的CO₂时常伴有微量苯。苯的毒性较大，对中枢神经系统和造血系统有危害作用。长期接触苯类溶剂会刺激皮肤粘膜，产生病变，国际癌症中心已经将苯定为致癌物质。

食品级CO₂中苯的含量要求极高(<0.02ppmv)，因此脱除CO₂中的微量苯是个技术难点。目前脱除其他气体中苯的主要方法就是催化燃烧法和吸附法，还有一些诸如生物法、光催化法和低温等离子体法，但用于脱除CO₂中的苯的吸附剂还未见报道。

催化燃烧法能耗高，尤其当CO₂中C₆H₆含量很低时，该方法净化度低，催化剂易失效，且目前的催化燃烧法基本上都是在氮气气氛中进行，如文献ZL02121005.5和ZL99113874.0，此外生物法、光催化法和低温等离子体法都还处于实验室研究阶段。

吸附分离法由于其操作条件温和，净化度高，设备简单易于操作等优点，在气体提纯领域中被广泛应用。对于CO₂中含有的微量苯可以利用吸附法将其深度脱除，达到食品级(<0.02ppmv)标准。

发明内容

本发明的目的是提供一种脱除二氧化碳中微量苯的吸附剂及制备方法，解决脱除CO₂中或其他气体中微量C₆H₆的吸附剂。

本发明的技术方案是通过等体积浸渍-加热分解(碳材料)或等体积浸渍-高温焙烧(分子筛)的方法，浸渍少量过渡金属离子和氧化物于活性炭、活性炭纤维或氧化铝-HY载体上，使得活性组分能够在载体上充分分散，得到的吸附剂，运用于吸附-精馏制备高纯度CO₂工艺。

本发明脱除CO₂中微量C₆H₆吸附剂主要是以活性炭，活性炭纤维和氧化铝-HY为载体和活性组分组成，其中：

(1)载体组成及含量

a、活性炭或活性炭纤维

b、NaY沸石分子筛                  含量占吸附剂总量的20～90％；

HY沸石分子筛                      含量占吸附剂总量的20～90％；

拟薄水铝石                        含量占吸附剂总量的10～50％；

(2)活性组分种类和含量

Fe盐，含量占吸附剂总重量的 0.1～5％；

Ni盐，含量占吸附剂总重量的 0.1～5％；

Co盐，含量占吸附剂总重量的 0.1～5％；

Cu盐，含量占吸附剂总重量的 0.1～10％；

Ag盐，含量占吸附剂总重量的 0.1～10％；

Pd盐，含量占吸附剂总重量的 0.1～20％。

脱除CO₂中微量苯的吸附剂的制备分为两步：

第一步，载体的制备

活性炭或活性炭纤维载体，将活性炭或活性炭纤维用去离子水洗涤，于空气中105～110℃干燥10～24小时。

分子筛为载体，称取占吸附剂总量的20～90％的HY、NaY和占吸附剂总量10～50％的拟薄水铝石，将两者充分混合均匀后，加入5％的稀硝酸搅拌混合成沙粒状，立刻将其挤成直径为2.5～3mm的条状物，室温晾干后放入烘箱中，90～120℃干燥一天，然后置于马弗炉中，在室温下以10℃/min的速度程序升温至550℃，恒温焙烧5小时，制成沸石分子筛-氧化铝复合载体。

第二步，活性组分的负载及活化

活性炭或活性炭纤维为载体，负载金属离子时，需将金属离子配成该金属离子(Pd除外)的铵溶液，采用等体积浸渍法，将载体投放入该溶液，放置时间6～12小时，于空气中105～110℃下干燥12小时，然后转移至马弗炉中，在氮气保护下以1℃/min程序升温至145～150℃，恒温3小时，得到吸附剂。