[发明专利]一种活性焦及其制备方法

说明书

本发明涉及活性焦的制备领域，公开了一种活性焦及其制备方法，该方法包括：(1)将经预氧化处理后的半焦与含氮聚合物的水溶液混合，然后升温至第一温度，所述第一温度不低于所述含氮聚合物的最低临界溶解温度，得到表面负载有所述含氮聚合物的半焦；(2)在保护气体存在下，将所述表面负载有所述含氮聚合物的半焦进行活化；其中，所述含氮聚合物具有LCST特性。由本发明所述的方法制备得到的活性焦的比表面积大、活性高、稳定性好且脱硫效果好。本发明的方法还具有工艺简单、原料价廉易得的优点。

技术领域

本发明涉及活性焦的制备领域，具体地，涉及一种制备活性焦的方法以及由该方法制备得到的活性焦。

背景技术

能源和环境是困扰当今世界可持续发展的两大严峻问题。

我国是以煤炭为主要能源的大国,煤炭资源丰富而石油和天然气短缺。我国资源赋存的特点,决定了解决中国的能源问题必须以煤为主，但是，在开发利用煤炭资源的同时，燃煤产生的环境污染问题已经日益突出，严重制约了我国经济社会的可持续发展。

控制二氧化硫污染是我国目前大气污染控制领域最紧迫的任务。为控制大气污染物的排放，国家环保总局和国家发展和改革委员会采取了加强二氧化硫污染防治的措施，先后施行《排污费征收使用管理条例》和《大气污染物综合排放标准》(GB16297—1996)，并于2014年7月1日起实施《石油炼制工业污染物排放标准》。

采用何种脱硫技术能经济有效地控制二氧化硫排放已成为影响燃煤电站项目建设和正常生产的重要因素之一。因此，研究并开发适合我国国情的高效烟气脱硫技术，对解决燃煤电厂所排放的二氧化硫对环境造成的污染问题具有十分重要的意义。

目前，国内外常用烟气脱硫技术有很多，按照脱硫方式和产物形态的不同，烟气脱硫技术可分为湿法、半干法、干法三大类。活性焦烟气脱硫技术是一种先进的干法脱硫技术，它既克服了目前广泛应用的石灰石/石膏湿法脱硫技术存在的耗水量大、二次污染等缺陷，同时又可回收硫资源并脱除多种污染物，对于我国煤炭资源丰富但水资源匮乏的西部地区有很好的适用性。

活性焦烟气脱硫技术的原理是：利用活性焦的吸附特性和表面活性位的催化特性使烟气中二氧化硫、氧气和水反应生成硫酸并吸附在活性焦的孔隙结构中。吸附二氧化硫的活性焦加热后再生，释放出高浓度二氧化硫气体，解吸二氧化硫的活性焦循环使用，高浓度二氧化硫气体可加工成硫酸、单质硫等多种化工产品。活性焦烟气脱硫技术的主要优点是：烟气脱硫效率高；烟气脱硫反应在110～150℃进行，不需烟气加热装置。脱硫过程不产生水消耗，适用于水资源缺乏地区；用活性焦作吸附剂，可再生循环利用，成本较低；装置占地面积小；解吸后可副产硫酸、硫磺等多种副产品；具有良好的环保性能,不对环境造成二次污染。

活性焦的消耗占活性焦烟气脱硫技术总成本的50～70％，是影响活性焦烟气脱硫技术经济性能的关键因素。研究经济、高效、耐用的活性焦的制备方法是大家追求的目标。

有文献报道增加活性焦表面的含氧或含氮官能团的数量能够有效提高活性焦吸附二氧化硫的性能。Zhang Xiang-lan等对商用活性焦用过氧化氢或氨水进行修饰得到表面含氧或含氮的活性焦，与商用活性焦相比改性后的活性焦的吸附二氧化硫的能力有较大提高。上述方法虽然能够制备表面含氮官能团的活性焦，但是上述现有技术的制备方法存在成本高、路线长和污染较严重等缺点，仍需进一步改进。

发明内容

本发明的目的是通过提供一种新的制备活性焦的方法获得比表面积大、活性高、稳定性好以及脱硫效果好的活性焦。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种制备活性焦的方法，该方法包括以下步骤：

(1)将经预氧化处理后的半焦与含氮聚合物的水溶液混合，然后升温至第一温度，所述第一温度不低于所述含氮聚合物的最低临界溶解温度，得到表面负载有所述含氮聚合物的半焦；