[发明专利]一种去除硫化氢的原位载铁活性炭及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种去除硫化氢的原位载铁活性炭，其特征在于，包括活性炭以及原位负载在活性炭中的铁源；所述的铁源为α-Fe和碳化铁Fe₃C；

所述的去除硫化氢的原位载铁活性炭通过以下步骤制备：

步骤（1）：将低煤化度煤、水溶性铁盐和粘结剂混合成型；所述的低煤化度煤为泥煤、长焰煤、褐煤中的至少一种；低煤化度煤的成分为40%≤C≤80%，灰分占比在0.5%~35%之间；

其中，水溶性铁盐与煤粉的质量比为0.1~2.0；粘结剂选用聚乙烯醇，聚乙烯醇与煤粉的质量比为4%~25%；

步骤（2）：将步骤（1）成型的物料在保护气氛、500~700℃的温度下进行第一段热处理；

步骤（3）：将第一段热处理的产物再在保护气氛、高于第一段热处理的温度下进行第二段热处理；随后经洗涤、干燥，即得所述的原位载铁活性炭；

第二段热处理的温度为700~1000℃。

2.如权利要求1所述的去除硫化氢的原位载铁活性炭，其特征在于，所述的铁源的粒径为5~50纳米；含量为0.5~15.0wt%；

所述的活性炭的比表面积为300~1500 m²/g。

3.一种去除硫化氢的原位载铁活性炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:

步骤（1）：将低煤化度煤、水溶性铁盐和粘结剂混合成型；所述的低煤化度煤为泥煤、长焰煤、褐煤中的至少一种；低煤化度煤的成分为40%≤C≤80%，灰分占比在0.5%~35%之间；

其中，水溶性铁盐与煤粉的质量比为0.1~2.0；粘结剂选用聚乙烯醇，聚乙烯醇与煤粉的质量比为4%~25%；

步骤（2）：将步骤（1）成型的物料在保护气氛、500~700℃的温度下进行第一段热处理；

步骤（3）：将第一段热处理的产物再在保护气氛、高于第一段热处理的温度下进行第二段热处理；随后经洗涤、干燥，即得所述的原位载铁活性炭；

第二段热处理的温度为700~1000℃；所述的原位载铁活性炭包括活性炭以及原位负载在活性炭中的铁源；所述的铁源为α-Fe和碳化铁Fe₃C。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，包括以下步骤：

步骤（1-a）将低煤化度煤进行破碎、筛分，筛分得煤粉；

步骤（1-b）将煤粉在所述的水溶性铁盐的水溶液中进行浸渍，然后干燥浸铁的煤粉；

步骤（1-c）将浸铁煤粉与粘结剂混合均匀，压制成型。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（1-a）中，煤粉粒径不大于1mm。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，水溶性铁盐为氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁、硫酸亚铁和硝酸铁中的一种或几种。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，第一段热处理的气氛为保护气氛；

第一段热处理的时间为10~60min。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，第二段热处理的气氛为水蒸气、CO₂、氮气、空气中的一种；

第二段热处理的时间为10~60min。

9.一种权利要求1~2任一项所述的原位载铁活性炭或者权利要求3~8任一项制备方法制得的原位载铁活性炭的应用，其特征在于，用作硫化氢的吸附剂。

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，将其和含有硫化氢的废气接触，用于脱除其中的硫化氢。