[发明专利]一种用于储存天然气的活性炭及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于储存天然气的活性炭及其制备方法，属于活性炭技术领域，该制备方法选择椰壳、木屑、竹屑和火山灰为原料，使用高氯酸溶液和含有磷酸和硫酸亚铁的溶液进行浸渍，配合炭化、活化等步骤制备得到了用于储存天然气的活性炭。本发明提供的用于储存天然气的活性炭的制备方法，所需炭化温度较低，制备简便易于操作，适于工业化生产，该制备方法有效提升了活性碳对于甲烷水合物的负载能力，制备得到的活性炭储气能力优良，适用于使用湿储法进行天然气的储存。

技术领域

本发明属于活性炭技术领域，具体涉及一种用于储存天然气的活性炭及其制备方法。

背景技术

随着全球人口的增加，人均寿命的不断增长，科技的发展，各类资源、能源的需求也与日俱增。煤和石油这两种不可再生能源，一直是主要的能源来源，尤其是自第二次工业革命以后，促进了煤和石油的大量开采和利用，由于人类过度的开采，这两类能源的储量已走向枯竭。这迫使人类不断寻找新的可替代能源。其中，天然气作为一种高效、清洁的燃料，已经被广泛的应用于生活和生产上。目前我国的天然气主要采用管道运输的方式进行运输。但由于我国国土辽阔，地貌复杂，地区之间地形地貌不一样，造成管道铺设困难，管道设置成本高的问题。同时用于汽车染料的天然气，需要向各用户之间进行运输，不适用于采用管道运输。

活性炭储存天然气的方法应运而生，这种运输方式可以储存一定量的天然气，且便于向各个单元运输。目前关于活性炭吸附存储天然气的研究很多，但实际应用过程中，往往无法达到理论的吸附质。活性炭对天然气的吸附量与活性炭本身结构，以及吸/脱附所处的条件有密切的关联。天然气中含有的C₂会被活性炭吸附，在常温常压下不能脱附，长期使用后会造成活性炭吸附天然气能力降低，而使用湿储法能够有效避免上述问题，但现有结构的活性炭主要针对原有吸附方法改进得到，不适用于湿储法进行天然气的储存。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是：提供一种适于湿储法的用于储存天然气的活性炭及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于储存天然气的活性炭的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将椰壳、木屑和竹屑清洗后进行干燥、混合、粉碎过80目筛，然后加入火山灰，混合均匀后550-650℃炭化，得第一产物；

步骤2、在第一产物中加入0.05％的高氯酸溶液，浸渍8-12h，使用去离子水冲洗至出水为中性，向冲洗后的第一产物中加入含有磷酸和硫酸亚铁的溶液，浸渍24h，得第二产物；

步骤3、第二产物在80-100℃下干燥4-8h，冷却后使用去离子水冲洗，然后在350-450℃氮气气氛下活化1-4h，冷却，得用于储存天然气的活性炭。

本发明还提供了一种用于储存天然气的活性炭，由上述的制备方法制备得到。

本发明的有益效果在于：本发明提供的用于储存天然气的活性炭的制备方法，通过选择具有不同材料结构的天然物质和火山灰混合，使得制备得到的活性炭耐用并具有多重孔径结构，且较大的中孔含量最高，能够吸附更多的甲烷水合物(简称水合物)，与火山灰的混合使用，能够有效调节湿储过程中水分含量，避免水分含量过高时，过量的水分子占据孔径无法储存水合物的问题；通过使用高氯酸溶液中浸渍提升了椰壳中的中孔含量，起到扩孔的效果，并提升了活性炭上负载铁离子的能力，铁离子的负载能有效提升活性炭对水合物的吸附能力，再通过配合磷酸活化，在活化过程中有效抑制副产物，促进活性炭微孔结构的形成，该制备方法有效提升了所制得活性炭的储气能力，所得活性炭适于利用湿储法进行天然气的储存，且该制备方法所需炭化温度较低，制备简便易于操作，适于工业化生产。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。