[发明专利]一氧化碳吸附剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种一氧化碳吸附剂的制备方法，属于烟气净化领域。

背景技术

大气对流层中的一氧化碳本底浓度约为0.1～2ppm，这种含量对人体无害。由于世界各国交通运输事业、工矿企业不断发展，煤和石油等燃料的消耗量持续增长，一氧化碳的排放量也随之增多。据1970年不完全统计，全世界一氧化碳总排放量达3.71亿吨。其中汽车废气的排出量占2.37亿吨，约占64%，成为城市大气日益严重的污染来源。采暖和茶炊炉灶的使用，不仅污染室内空气，也加重了城市的大气污染。一些自然灾害，如火山爆发、森林火灾、矿坑爆炸和地震等灾害事件，也会造成局部地区一氧化碳浓度的增高。吸烟也会造成一氧化碳污染危害。一氧化碳可以结合血红蛋白生成碳氧血红蛋白，导致人体缺氧，以至于昏迷或死亡。需要对空气中的一氧化碳进行处理。

CO可以作为气体燃料，也可用于冶炼金属，工业上常用CO还原氧化铁来冶炼生铁。还可以作为合成甲醇、醋酸乙烯、甲酸甲酯的原料气等。在冶金、化学、石墨电极制造以及家用煤气或煤炉、汽车尾气中均有CO存在。

而CO与Cu（Ⅰ）络合时形成电子接受键,相互促进,产生协同效应。由于CO₂、氮、甲烷、氢等不会与Cu(Ⅰ)产生上述协同效应,故不会发生络合吸附。因此,若在吸附剂上负载Cu(Ⅰ),则可对CO选择性吸附,实现对CO的净化。另外,由于络合吸附是可逆的,络合的键能比一般的共价键能小得多,故有利于吸附剂的再生。因此络合吸附已成为CO吸附的主要方向。

目前CO的主要分离方法有深冷分离法、铜氨液吸收法、膜分离法以及固体吸附分离法等。其中深冷分离法回收系统以及冷冻系统复杂，使得工艺能耗高，而铜氨液吸附法也具有提纯的CO进化度不高、亚铜离子不稳定等缺点。与本发明比较接近的有南京工业大学制作的NA型稀土复合吸附剂，其使用活性炭作为载体，通过浸渍、焙烧、活化过程成型，CO变压吸附量可以维持在12.5ml/g左右，但是原料气中微量的H₂O的存在对稀土复合吸附剂的存在有较大的影响，当水的质量浓度仅为250mg/L时，CO的变压吸附量降低约35%，而且NA吸附剂对CO₂的吸附量较大。日本特开2003-311148号公报中，作为常温下除去CO可用吸附剂，公开了Cu-ZSM5型沸石，吸附剂的前处理需要在700度下的高温处理，其常温常压下CO吸附容量为28ml/g，吸附效果较低。在专利CN1035253A中，使用Al₂O₃或者Al₂O₃--—SiO₂作为载体，与溶剂中的铜盐和还原剂的混合溶液或分散体系相接触，然后除去溶剂来制备吸收CO的吸附剂。其脱附性能不佳，且吸收效果并不优秀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一氧化碳吸附剂的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）将NaY型分子筛清洗、煅烧，然后研磨成粉后过60~200目筛；

（2）按固液比为1:5~1:15的比例将步骤（1）得到的NaY型分子筛粉末浸渍在1~2mol/L的CuCl₂溶液中，然后再加入硝酸铈得到混合浸渍液，硝酸铈的加入量为分子筛质量的3%~5%；

（3）以氮气作为保护气，将步骤（2）得到的混合浸渍液在微波炉中进行微波辐照；

（4）将步骤（3）得到的分子筛进行抽滤，然后将滤饼干燥后，通入N₂作为保护气在500~600℃下煅烧2~4h后得到吸附剂；

（5）使用前，将步骤（4）得到的吸附剂在300~500℃温度下、在H₂与N₂的混合气体中活化3~5h。

优选的，本发明步骤（1）中所述煅烧条件为：300~500℃下煅烧3~5h。

优选的，本发明步骤（3）中氮气的通入速率为300~600ml/min。

优选的，本发明步骤（3）中微波辐照的条件为：450~850W下反应5~7min。

优选的，本发明步骤（4）干燥条件为300~400W中干燥10~15min。

优选的，本发明H₂与N₂的体积比为1:5~1:10，通入速率为200~500ml/min。