logo好方法网

原位负载氧化锌的活性炭制备方法


技术摘要:
本发明涉及一种原位负载氧化锌的活性炭制备方法,包括以下步骤:a.对各类含碳原料进行筛选和洗涤预处理;b.对预处理后的含碳原料与氢氧化钾活化剂混合;c.对混合后的物料进行碳化处理;d.对碳化后的物料进行活化处理;e.对活化后的物料进行降温处理;f.对降温处理后的  全部
背景技术:
在各种烟气治理方法中,活性炭吸附法是唯一一种能脱除烟气中每一种杂质的方 法,其中包括SO2、氮氧化物、烟尘粒子、汞、二恶英、呋喃、重金属、挥发分有机物及其他微量 元素,因而在工业烟气治理中活性炭发挥着重要的作用。同时,氧化锌基脱硫剂因中、高温 脱硫活性好,普遍作为工业气净化中治理效率的关键提升技术。常规活性炭在废气处理过 程中,随着污染物浓度的降低,到一定程度时,低浓度污染物很难被吸附,还必须进行后续 其他处理方式才能够保证废气处理达标,所以低浓度污染物的去除一直是行业痛点和难 点。因此,高性能的脱硫材料,特别是低浓度条件下脱除性能优异的净化材料是关键。 现有的活性炭负载纳米氧化锌臭氧氧化催化剂通常由改性活性炭表面负载纳米 氧化锌而制成。将活性炭用氢氧化钠溶液清洗,之后用稀硝酸浸渍,去离子水洗净,烘干后 制得。具体为,采用共沉淀法,以硝酸锌作为前驱物,制备活性组分;用饱和硝酸锌溶液与饱 和尿素溶液生成氢氧化锌沉淀并附着于改性活性炭表面,再把表面附着了氢氧化锌的活性 炭通过干燥-焙烧,制成所述的臭氧催化剂。 这种活性炭负载纳米氧化锌臭氧氧化催化剂具有以下缺点: ⑴、工序繁琐,使用酸、碱等原料,洗涤、干燥等; ⑵、使用成品活性炭负载ZnO,存在堵塞活性炭孔道的问题; ⑶、工序繁琐带来的高成本和环保问题。 此外,现有的氧化锌-活性炭复合催化剂的制备方法,通常包括:(1)活性炭预处 理:将活性炭用无机酸溶液浸泡一段时间,过滤,去离子水洗至中性,干燥,得到预处理后的 活性炭;(2)将上述预处理后的活性炭加入去离子水中,超声分散一段时间,得到活性炭悬 浮液;(3)向上述活性炭悬浮液中加入碳酸盐溶液,搅拌,再加入锌盐溶液,搅拌一定时间, 抽滤,干燥,于一定温度下煅烧一定时长,得到氧化锌-活性炭复合催化剂。 这种活性炭催化剂的制备方法具有以下缺点: ⑴、工序繁琐且不环保,使用酸、碱等原料,洗涤、干燥等; ⑵、使用成品活性炭负载ZnO,存在堵塞活性炭孔道的问题; ⑶、工序繁琐带来的高成本和环保问题。 ⑷、大量使用酸类和超声处理,在工业生产中难以实现,且成本高昂。
技术实现要素:
本发明的目的在于解决上述问题,提供一种原位负载氧化锌的活性炭制备方法。 为实现上述发明目的,本发明提供一种原位负载氧化锌的活性炭制备方法,包括 以下步骤: 3 CN 111589415 A 说 明 书 2/4 页 a.对各类含碳原料进行筛选和洗涤预处理; b.对预处理后的含碳原料与氢氧化钾活化剂混合; c.对混合后的物料进行碳化处理; d.对碳化后的物料进行活化处理; e.对活化后的物料进行降温处理; f.对降温处理后的物料喷淋配制好的硝酸锌溶液; g.对喷淋硝酸锌溶液后的物料进行升温热处理; h.对升温热处理后的物料进行洗涤和干燥后处理后得到成品。 根据本发明的一个方面,在所述b步骤中,所述含碳原料与所述氢氧化钾活化剂的 质量比为1:1-1:4。 根据本发明的一个方面,在所述c步骤中,碳化炉升温至300-500℃,进行30-90min 的碳化处理。 根据本发明的一个方面,碳化温度为400-550℃,升温速率为3-10℃/min,碳化保 温时间20-60min。 根据本发明的一个方面,在所述d步骤中,活化温度800-1000℃,活化时间30- 120min。 根据本发明的一个方面,活化温度为850-1050℃,升温速率为3-10℃/min,活化保 温时间30-120min。 根据本发明的一个方面,在所述e步骤中,降温至300℃以下。 根据本发明的一个方面,在所述g步骤中,喷淋的硝酸锌溶液浓度为100-500g/L, 喷淋速度为0.01-0.1L/min。 根据本发明的一个方面,在所述g步骤中,再次升温至350℃以上,并保温30- 150min。 根据本发明的一个方面,升温热处理温度为350-450℃,升温速率为5-20℃/min, 热处理保温时间为30-150min。 根据本发明的一个方面,氢氧化钾与硝酸锌的质量比为1:3-1:10。 根据本发明的方案,本发明提供的是一种原位负载ZnO的活性炭的制备方法。原位 复合可以使ZnO在活性炭内部孔道结构中均匀分散并牢固结合,有利于对硫系污染物进行 物理和化学吸附同时进行,解决低浓度硫系污染物的治理问题。本发明是在活性炭生产过 程中引入锌源前驱体,最大限度的利用减法活性炭生产工序和工艺条件,而非使用成品活 性炭进行负载,极大的简化了生产流程、降低成本和减少污染,工艺过程简单,易于工业化。 根据本发明的方案,在活性炭制备过程中引入ZnO,最大程度的简化了制备工艺流 程,降低生产成本; ZnO实现原位生成,减小堵塞活性炭孔道可能性,最大程度保障物理吸附和化学吸 附性能; 对低浓度硫系污染物净化效果更好。 本发明制备负载氧化锌的活性炭材料,将会在工业脱硫方面充分发挥二者的优 势,同时发生物理吸附和化学吸附,对低浓度硫系污染物脱除效果非常明显,大幅提高脱硫 装置性能,实现资源利用的最大化。 4 CN 111589415 A 说 明 书 3/4 页 附图说明 图1示意性表示根据本发明的原位负载氧化锌的活性炭制备方法的流程图。
分享到:
收藏