[发明专利]类分子筛型活性炭及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种类分子筛型活性炭的制备技术，尤其是涉及一种利用无烟煤制备类分子筛型活性炭的制备方法。

背景技术

类分子筛型活性炭产品具有特殊的微孔分布，微孔发达又高度集中，目前主要应用在高纯气体净化工艺上。在重要场合应用的高端产品，目前国内依赖进口。国内仅有四川绵阳活性炭厂一家生产类分子筛型活性炭的产品，应用在变压吸附精制氢气场合。其活化工艺采用传统的水蒸气活化法。由于水蒸气同碳的反应速度较快，同时水蒸气进入炭内部需要一定的扩散时间，因此易造成产品最终孔结构呈广谱分布或集中性不好，影响产品的吸附效果。申请号为200510094024.9，名称为类分子筛型活性炭的制备方法中披露了一种采用煤粉与煤焦油或木焦油制备类分子筛型活性炭的方法，但是该方法的活化温度比较高在750～950℃。

发明内容

本发明提供一种对环境友好的类分子筛型活性炭的制备方法，由本发明制得的活性炭产品具有吸附效果好且其孔结构高度集中的优点，能用于高纯气体的净化工艺。

本发明采用如下技术方案：

一种类分子筛活性炭的制备方法，以无烟煤为原料，添加适量高锰酸钾作为催化剂，按煤粉∶高锰酸钾∶煤焦油或木焦油之比为(1.0-3.0)∶(0.01-0.05)∶1的重量比，在80-150℃下搅匀后挤压成颗粒，将成型颗粒在100-250℃下硬化1-3小时，然后将成型颗粒加热至250-500℃进行预炭化2-4小时，最后，采用按水蒸汽与二氧化碳之重量比为(1.0-5.0)∶1的活化剂，将经上述处理后的物料在650-745℃下活化反应2-10小时，即可制成类分子筛型活性炭。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本专利技术采用强氧化剂高锰酸钾作为活化反应催化剂及水蒸气+二氧化碳联合活化，与常规的物理法活化反应温度(800-950℃)相比，降低了活化反应温度至650-745℃，使活化反应匀速进行，使产品最终孔结构高度集中，分子筛效应更明显，大大提高了产品的气相吸附效率。具体来说：

(1)本发明首次采用强氧化剂高锰酸钾作为活化反应催化剂来制取类分子筛活性炭产品，有效地降低了活化反应温度，有利于产品形成均匀的孔隙结构。

(2)本发明对无烟煤进行了预处理、硬化、炭化、活化等操作，使其制备的颗粒活性炭具有类分子筛型活性炭的特殊孔隙结构，半径小于的孔容占总的孔容的大于90％，同时，按BET计算方法比表面积在800m²/g-1150m²/g。在测试温度25℃，测试气体压力0.1MPa(绝压)，抽空真空度-0.093MPa(表压)的条件下，其二氧化碳吸附量指标在50-60ml/g，高于绵阳活性炭厂32.05(ml/g)的产品指标，也高于申请号为200510094024.9的申请制备的活性炭的40ml/g。

(3)本发明对无烟煤粉进行了预处理、硬化，特别是由于活化反应温度的降低，使制备的颗粒活性炭耐磨强度提高到大于98％，高于申请号为200510094024.9的申请制备的活性炭的96％。相应地延长了产品的使用寿命。

(4)本发明采用的活化催化剂高锰酸钾，对生产设备无任何腐蚀，基本上无环境污染。

具体实施方式

实施例1.

1、一种类分子筛活性炭的制备方法，以无烟煤为原料，添加适量高锰酸钾作为催化剂，按煤粉∶高锰酸钾∶煤焦油或木焦油之比为(1.0-3.0)∶(0.01-0.05)∶1的重量比，在80-150℃下搅匀后挤压成颗粒，将成型颗粒在100-250℃下硬化1-3小时，然后将成型颗粒加热至250-500℃进行预炭化2-4小时，最后，采用按水蒸汽与二氧化碳之重量比为(1.0-5.0)∶1的活化剂，将经上述处理后的物料在650-745℃下活化反应2-10小时，即可制成类分子筛型活性炭，其中，半径小于的孔容占总的孔容的92％，同时，按BET计算方法比表面积在920m²/g。在测试温度25℃，测试气体压力0.1MPa(绝压)，抽空真空度-0.093MPa(表压)的条件下，其二氧化碳吸附量指标在53ml/g。

实施例2.