[发明专利]低硫活性炭制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业上使用的活性炭的制备工艺。

背景技术

制备活性炭，需要先制备炭化料中间体。

在制取炭化料的炭化工序和最后制成活性炭的活化工序中，

用于制作炭化料的含炭原料一般为煤炭、木材、果壳或植物根茎等。而硫是植物的必备营养元素中的一种，在植株干重中占有千分之几的含量（硫元素进入植物体内的途径：自土壤中吸收硫酸盐，经生化作用，转化为半胱氨酸、蛋白质等含硫生物质；故来自植物的煤炭、木材果壳等均含有硫元素）。含炭原料经过炭化工序（一般为400度至600度温度的隔绝空气闷烧处理），得到炭化料；炭化料再进行活化（一般是在低氧环境下，通入蒸汽或二氧化碳等活化气，600度至1000度温度的处理），产生发达的孔隙，得到具有很强的物理吸附和化学吸附功能的活性炭。

制成的活性炭中，一部分硫元素会转化为负二价的硫化物，如硫化亚铁、硫化亚汞等等高熔点物质，并残留于活性炭中。

而在一些特殊工业应用中，需要选用含硫量很低的活性炭。例如制作钯炭催化剂，用于对苯二甲酸加氢精制工序中，钯炭正常使用寿命为2年，但含硫元素的活性炭用作该催化剂载体（如载钯）时，会加速催化剂的流失，甚至快速失活，即出现催化剂的硫中毒现象，使用寿命会缩短至一个月。故作为催化剂载体使用的活性炭含硫量越低越好，一般含硫量要求低于0.3mg/kg。

专利申请号为CN200710066064.1的“一种活性炭的制备方法”，特别涉及一种利用核桃果壳为原料制备活性炭的方法。由以下步骤组成：a.备料：将核桃壳筛选、干燥、破碎，得工艺核桃壳后备用；b.配液：将磷酸、丙酮、氯矾和重油化工产品混合，得工艺化学溶液备用；c.混合：工艺核桃壳与化学溶液混合，搅拌，得混合液；d.炭活化：将混合液进行炭活化，得带酸颗粒活性炭；e.漂洗：对带酸颗粒进行漂洗，去酸，同时回收废酸；f.干燥：对经漂洗的颗粒活性炭进行干燥，包装即得。该发明在整个生产过程中，使用了磷酸处理剂和漂洗过程，对活性炭中的硫等其它化学成分没有去除。

专利申请号为CN201010560012.1的发明提供了一种“利用秸秆类木质纤维素降解残渣制备活性炭的方法”，其包括：1)碱法处理秸秆类木质纤维素；2)酶解步骤1)得到的残渣；以及3)在高温条件下利用化学活化剂对2)得到的酶解残渣进行活化，制备活性炭产品。本发明提供的方法中，木质纤维素原料经碱法及酶法预处理后，得到的糖液可用于制备酒精、柠檬酸、木糖醇等生物发酵产品，酶解残渣用于制备活性炭。该发明仅采用碱发处理，虽提高了原料的利用率，但对改善活性炭的化学成分和吸附性能缺少作用。

专利申请号为CN201210171210.8的发明公开一种“活性炭的制备方法”，包括以下步骤：1）将龙眼壳和/或龙眼核粉碎，得原料粉末；2）将原料粉末与质量浓度为30%～60%的磷酸以2.5～3.5∶1（w/v）的浸渍比混合浸泡，浸泡时间为3～6小时；3）将浸泡后的原料粉末进行炭化和活化；4）将进行炭化和活化后的原料粉末用水洗涤至pH为5.5～6.5，烘干即得活性炭。所述的炭化和活化的过程为：在550℃～650℃的条件下，以氮气为保护气加热70～110分钟；或是在微波炉功率700～1000W的条件下，以氮气为保护气辐射10～30分钟。该制作方法所得活性炭吸附性能虽好，但是也不能去除其中有害的硫元素。

专利申请号为CN02117819.4的发明提供了一种产率较高，得到的产品在强度、气体分离性能和吸附性能均较好的“活性炭生产方法”。包括对含炭原料的预处理，炭化和在活化剂存在下的活化步骤，最后得到活性炭，所述炭化和活化过程至少有一个是在加压条件下进行的。炭化过程的压力范围是0.2－15Mpa，其炭化升温速度为2－8℃，终止温度为400 －650℃。活化过程的压力范围是0.2－10Mpa，其温度为650 －1000℃。该发明的虽有提及得到高档的烟气脱硫活性炭，但是技术公开不充分，其工艺过程与得到的脱硫产物缺少有机的联系，缺少符合化学原理的分析和说明，缺少实用性。

在中国百科网http://www.chinabaike.com/article/316/327/2007/2007022156712.html的网页，介绍了可用硫酸液或盐酸蒸气作为碎呢炭化剂，以去除羊毛中植物性纤维素物质的工艺，虽能去除掉其中微量的硫元素，但是其技术目的不是去除硫元素，也去除不彻底。

发明内容