[发明专利]一种使用新型高比表面活性炭材料脱除天然气中二氧化碳的方法

权利要求书

1.一种使用新型高比表面活性炭材料脱除天然气中的二氧化碳的方法，其特征在于该方法包括下述步骤：

A、把所述的活性炭材料装入反应器中；

B、关闭反应器，让惰性气体通过该反应器，清洗该反应器与连接各个设备的管路；

C、使用加热炉将所述的活性炭材料加热到温度500-573K，进行脱杂质处理；再启动真空泵抽真空直到10^-2帕，关闭该真空泵，接着启动分子泵，抽真空10^-5帕达到18-24小时；

D、开启天然气气源减压阀，在吸附压力0.1-6.0MPa与温度-15℃至室温下，所述的天然气以流速0.5-0.8m/s通过装有经步骤C)处理的活性炭材料的反应器，二氧化碳被吸附，排出已脱除二氧化碳的天然气，当检测排出气体中二氧化碳含量升高达到0.1体积％时，就关闭减压阀结束吸附；

E、然后，通过压力控制器将压力降低到常压，在室温下，让惰性气体通过该活性炭材料进行解吸，得到脱除二氧化碳的天然气，解吸后的活性炭材料继续循环使用。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的新型高比表面活性炭材料是由含有以所述活性炭材料总重量计90.0重量％以上无定形碳基材料组成的，所述新型活性炭材料的直径是10-40nm，所述新型活性炭材料的BET比表面积是2500-3600m²/g，总孔孔容2.5-3.2cm³/g，中孔孔容1.6-2.2cm³/g，平均孔径2.8-3.1nm。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的新型高比表面活性碳微球是采用下述制备方法得到的：

按照煤沥青重量计，往所述煤沥青添加10-30重量％选自纳米陶瓷粉、金属氧化物、二氧化硅或碳酸盐的添加剂，混合均匀后在空气中在温度300-400℃下进行预氧化1.0-3.0小时，然后在惰性气氛下，在温度400-600℃下保持恒温0.8-2.0小时；

然后，让前面步骤得到的产物与以所述产物重量计300-900重量％强碱性化合物活化剂混合，然后在活化炉中在惰性气体保护下加热到750℃-900℃，再在这个温度下保持0.5-1.5小时，得到一种活化产物；

然后，让在前面步骤得到的活化产物使用清洁剂进行清洗，再进行干燥，这样制得所述的活性碳微球材料。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的纳米陶瓷粉是一种或多种选自纳米氧化锆、氮化硅晶须、纳米碳化硅、纳米碳化钛、纳米氧化钇、纳米氮化硅、纳米氮化钛、纳米氮化铝或纳米碳化锆的纳米陶瓷粉；

所述的金属氧化物是一种或多种选自氧化铝、氧化镁、氧化铁、氧化亚铁或氧化锆的金属氧化物；

所述的碳酸盐是一种或多种选自碳酸钙、碳酸钠、碳酸镁、碳酸钾、碳酸氢钙、碳酸氢钠、碳酸氢镁或碳酸氢钾的碳酸盐。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的惰性气氛是氮气、氩气或氮气与氩气混合物的惰性气氛。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的强碱性化合物活化剂是一种或多种选自KOH、NaOH、LiOH、KOH/NaOH、KOH/LiOH或NaOH/LiOH混合物的活化剂。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的清洁剂是一种或多种选自蒸馏水、乙醇、丙酮或乙醚的清洁剂。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的加热炉选自电阻加热器、红外加热器或微波加热器。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的惰性气体是选自氮气、氩气或其混合物的气体。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的吸附压力是1-2.0MPa，温度为室温，所述气体的流速是0.7m/s。