[发明专利]一种用于吸附二噁英的活性炭及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于吸附二噁英的活性炭及其制备方法，所述活性炭的表面积为850‑950m2/g，2‑10nm孔径的孔占比大于80%。本发明所述活性炭吸附效果好，能有效去除二噁英。

技术领域

本发明属于大气污染控制技术领域，尤其涉及到一种一种用于吸附二噁英的活性炭及其制备方法。

背景技术

垃圾焚烧已成为城市垃圾处理的主要方法之一， 近十年来中国在垃圾焚烧领域发展迅猛，同时，垃圾焚烧烟气中的二嗯英一直是世界各国普遍关心的问题。我国于2014年7月1日实施了新的《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485--2014)，将二嗯英的排放限值从原来的1ngTEQ/Nm³下调至0.1ngTEQ/Nm³，与欧盟相同，中国垃圾焚烧企业将面临严峻的二嗯英减排问题。

二嗯英是多氯联苯并二嗯英(PCDDs)和多氯联苯并呋喃(PCDFs)的总称，被认为是“地球上毒性最强的毒物之一”。二嗯英具有脂溶性，能够在生物体和人体中富集，长期微量摄取即可致癌、致畸。多孔碳材料包括活性炭、活性碳纤维和碳纳米管等，由于其具有巨大的比表面积和独特优良的孔径结构，多孔碳材料常作为水体和空气中重金属污染物、有机污染物等的高效吸附剂而得到广泛应用。目前，垃圾焚烧企业已广泛采用活性炭作为末端吸附材料吸附去除烟气中的二嗯英。

活性炭因其丰富的比表面积和特有的孔径结构，被广泛应用于水体和大气污染的治理，也是目前垃圾焚烧企业常用来脱除烟气种二噁英的吸附材料。目前普遍使用的二噁英处理方法为活性炭喷入与布袋联用技术，采用粉状活性炭喷入，利用活性炭的吸附性能去除烟气中的二噁英，二恶英被吸附再活性炭的微孔中，再利用布袋收集活性炭颗粒，从而达到去除二恶英的目的。

传统方法存在一定的弊端，如果烟气本身含尘较少，喷入的活性炭粉可能会变成新的粉尘来源，相当于是增加污染。而且活性炭的喷入需要较好的控制才能达到效果，操作难度大；同时布袋增加阻力，导致动力消耗增大，运行费用较高。

另外，根据资料显示，二噁英的分子长轴为1.3688nm-1.3704nm，分子短轴为0.7348nm-0.7386nm。研究表明，孔径分布在2-10nm的孔活性炭对二噁英的吸附效果最好。但是，目前市场上80%以上的活性炭产品的孔径集中2nm和＞10nm的范围内，2-10nm的孔分布较少，在吸附二噁英的工程应用种效果不理想，同时二噁英脱除企业在活性炭的采购和使用上存在一定的盲区，一味追求低成本、过度依赖工程经验，致使活性炭过度浪费和二噁英排放不达标等问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种用于吸附二噁英的活性炭，活性炭的表面积为850-950m²/g，2-10nm孔径的孔占比大于80%。

上述用于吸附二噁英的活性炭的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：制作活化辅助剂；所述活化辅助剂由焦磷酸、柠檬酸和羧甲基纤维素钠合成，在氮气气氛下，升温后保持恒温一段时间，然后再氮气冷却至室温进行破碎。

步骤二：分别将无烟煤、褐煤、碳酸钾磨碎，并将的活化辅助剂与无烟煤、褐煤和碳酸钾混合均匀，形成混合料。

步骤三：将催化剂溶液、煤焦油和聚乙烯醇溶液加入到混合料中，并将所得混合物密闭搅拌后捏合，再压制成柱状颗粒形态；所述催化剂溶液包含硝酸铁溶液、硝酸铈溶液、硝酸钴溶液中的至少一种。

步骤四：将上一步骤中所得的柱状颗粒在惰性气体保护下升温后保持恒温一段时间，然后在氮气保护下冷却至室温。

步骤五：将步骤四所得的冷却料在氮气保护下升温至850-1050℃，然后通入氨水和KOH的混合溶液发生的蒸汽替代氮气，在混合蒸汽条件下进行活化，最后在氮气保护下冷却至室温，得到活性炭。