[发明专利]一种活性焦及其制备方法

说明书

本发明涉及活性焦的制备领域，公开了一种活性焦及其制备方法，包括：在过氧化物存在下，将脱灰半焦与磷钨杂多酸盐进行接触，得到氧化后的半焦；在保护气体存在下，将所述氧化后的半焦加热以进行活化，得到活性焦。本发明的方法获得的活性焦具有比表面积大、活性高、稳定性好以及脱硫效果好的优点。

技术领域

本发明涉及活性焦的制备领域，具体地，涉及一种制备活性焦的方法以及由该方法制备得到的活性焦。

背景技术

能源和环境是困扰当今世界可持续发展的两大严峻问题。

我国是以煤炭为主要能源的大国,煤炭资源丰富而石油和天然气短缺。我国资源赋存的特点,决定了解决中国的能源问题必须以煤为主，但是，在开发利用煤炭资源的同时，燃煤产生的环境污染问题已经日益突出，严重制约了我国经济社会的可持续发展。

控制二氧化硫污染是我国目前大气污染控制领域最紧迫的任务。为控制大气污染物的排放，国家环保总局和国家发展和改革委员会采取了加强二氧化硫污染防治的措施，先后施行《排污费征收使用管理条例》和《大气污染物综合排放标准》(GB16297—1996)，并于2014年7月1日起实施《石油炼制工业污染物排放标准》。

采用何种脱硫技术能经济有效地控制二氧化硫排放已成为影响燃煤电站项目建设和正常生产的重要因素之一。因此，研究并开发适合我国国情的高效烟气脱硫技术，对解决燃煤电厂所排放的二氧化硫对环境造成的污染问题具有十分重要的意义。

目前，国内外常用烟气脱硫技术有很多，按照脱硫方式和产物形态的不同，烟气脱硫技术可分为湿法、半干法、干法三大类。活性焦烟气脱硫技术是一种先进的干法脱硫技术，它既克服了目前广泛应用的石灰石/石膏湿法脱硫技术存在的耗水量大、二次污染等缺陷，同时又可回收硫资源并脱除多种污染物，对于我国煤炭资源丰富但水资源匮乏的西部地区有很好的适用性。

活性焦烟气脱硫技术的原理是：利用活性焦的吸附特性和表面活性位的催化特性使烟气中二氧化硫、氧气和水反应生成硫酸并吸附在活性焦的孔隙结构中。吸附二氧化硫的活性焦加热后再生，释放出高浓度二氧化硫气体，解吸二氧化硫的活性焦循环使用，高浓度二氧化硫气体可加工成硫酸、单质硫等多种化工产品。活性焦烟气脱硫技术的主要优点是：烟气脱硫效率高；烟气脱硫反应在110～150℃进行，不需烟气加热装置。脱硫过程不产生水消耗，适用于水资源缺乏地区；用活性焦作吸附剂，可再生循环利用，成本较低；装置占地面积小；解吸后可副产硫酸、硫磺等多种副产品；具有良好的环保性能,不对环境造成二次污染。

活性焦的消耗占活性焦烟气脱硫技术总成本的5～70％，是影响活性焦烟气脱硫技术经济性能的关键因素。研究经济、高效、耐用的活性焦的制备方法是大家追求的目标。

活性焦是一种多孔的含碳物质，具有吸附性能、催化性能以及具有物理和化学上的稳定性。一般可以由半焦制备得到。

半焦是煤在较低温度(700℃)下热解的产物，具有一定的孔结构，但半焦的吸附能力不及普通活性炭，需要对其进行物理、化学改性处理以提高其性能。物理改性是利用活性气体(如水蒸气、二氧化碳、空气等)在较高温度下进行炭的弱氧化反应。使半焦孔径疏通，进而扩大发展。半焦的活化过程实际上是一个氧化过程，即通过含氧介质与半焦中的炭生成某种盐或气体，当这些物质被清洗或移除时，就可形成适宜的孔道和表面结构。目前半焦活化所使用的氧化性介质主要有：氧气、臭氧、二氧化碳、水蒸气以及硫酸、硝酸、过氧化氢等，活化方法主要有高温、低温、浸渍、锻烧等。

化学活化法是将一些化学药品混进或浸渍进半焦中，然后在一定温度下活化，以对半焦表面进行改性。目前许多研究都倾向与将两种活化方法结合来提高半焦的活性。