一种提高吸附材料存储天然气性能的活化方法技术

本发明专利技术公开了一种提高吸附材料存储天然气性能的活化方法。本方法分为焙烧、酸处理、碱处理、盐处理四道工序，由盐酸、硝酸和氢氟酸配制的浓度为0.5～2.0mol/L酸溶液，和由氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵配制的浓度为0.5～2.5mol/L碱溶液，以及氯化钠、氯化钾、氯化铵、硫酸钠、硫酸铵、硝酸钠、硝酸铵配制的盐溶液，分别对经过300～890℃焙烧后的吸附材料，进行活化处理。依此方法生产可获得具有高比表面积、天然气存储能力高、吸脱附性能良好、使用寿命长的高效天然气吸附材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及吸附材料的活化处理方法，具体涉及为提高天然气吸附材料的活化方法，属于吸附材料

技术介绍
在吸附式存储天然气的研究中, 最主要的核心工作是高性能吸附剂的开发和其制备工艺的优化、调控，尤其对吸附材料的活化处理方法最为关键。存储天然气的吸附材料被广泛开发和利用，如天然沸石、分子筛、活性氧化铝、硅胶、炭黑、活性炭、活性炭纤维、金属有机框架化合物等。但是目前被报道的吸附剂，其吸附性能还不是很理想。在吸附材料的活化处理中，活化方法主要为物理法( 水蒸气活化法、二氧化碳活化法和空气活化法等) 和化学法( 磷酸法、氯化锌法、氢氧化钾和碳酸钾等)。在不作任何处理时，吸附材料的孔、通道中往往被钙、镁等阳离子、水和有机物分子以及无机杂质所占据，孔通道被堵塞，活性位减少。因此，寻找合适的活化方法对吸附材料进行处理，以提高吸附材料的吸附性能成为必要。
技术实现思路
本专利技术公开一种天然气吸附材料的活化处理方法，其特征在于活化经焙烧、酸处理、碱处理、盐处理四道工序。每个工序为独立实施，并且为后序操作提供基础。在实际生产工艺中，可连续生产亦可间歇生产。本专利技术的吸附材料不局限于炭基吸附材料，适应于天然沸石、分子筛、活性氧化铝、活性炭、活性炭纤维、石墨烯、离子交换树脂等吸附材料，尤其对沸石、活性炭吸附材料效果更佳。本专利技术方法快速、简便，工艺流程短，同时经过本专利技术活化处理后的吸附材料，具有如下特点：(1)具有高的比表面积和发达的微孔结构；(2)吸附容量大，在3.5MPa下，吸附材料具有100 (体积比)以上的天然气有效存储能力；(3)吸附和脱附的速率快，当压力下降到常压时，吸附剂内残留的“余气”少；(4)导热性良好，使用寿命长，且能再生使用；本专利技术通过以下方法实现：首先，对经过预先制备的天然气吸附材料进行高温焙烧，焙烧的目的是清除材料孔穴和孔道的有机物等，焙烧温度为300～890℃，时间为2-8小时；其次，对焙烧后的天然气吸附材料进行酸处理。酸处理工序所用酸为盐酸、硝酸和氢氟酸的水溶液，所配得到酸溶液浓度为0.5～2.0 mol/L，酸处理时间为2.5-16小时。经过酸处理以达到如下目的：(1) 清除天然气吸附材料孔穴和孔道的无机和有机杂质, 从而使孔穴和孔道得到疏通；(2) 使半径小的H+ 置换半径大的阳离子, 使孔道的有效空间拓宽；(3) 增加吸附活性中心。然后，对吸附材料进行碱处理。调配氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵的水溶液，配制的碱溶液浓度为0.5～2.5 mol/L，碱处理时间为3.5-16小时。此条件下，调整了吸附材料的微孔孔径和孔道结构，改善了吸附材料的吸附性能。最后，对吸附材料进行盐处理。采用一定浓度的无机盐，选用氯化钠、氯化钾、氯化铵、硫酸钠、硫酸铵、硝酸钠、硝酸铵配制盐溶液，配得离子浓度分别为：Na+浓度为0.5～3.0 mol/L，K+浓度为1.0～4.0 mol/L，NH4+浓度为0.2~2.5 mol/L，盐处理时间为3.5-12小时。具体实施方式第一，选取20-100目的天然沸石进行焙烧，焙烧温度为790℃，时间为8小时。第二，对焙烧后的天然气吸附材料进行酸处理。选用盐酸、硝酸和氢氟酸的水溶液，所配得到酸溶液浓度为1.0 mol/L，酸处理时间为5小时。第三，调配氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵的水溶液，配制的碱溶液浓度为2.5 mol/L，碱处理时间为5小时。第四，选用氯化钠、氯化钾、氯化铵、硫酸钠、硫酸铵、硝酸钠、硝酸铵配制盐溶液，配得离子浓度分别为：Na+浓度为3.0 mol/L，K+浓度为2.0 mol/L，NH4+浓度为1.5 mol/L，盐处理时间为10小时。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高吸附材料存储天然气性能的活化方法，其特征在于活化经焙烧、酸处理、碱处理、盐处理四道工序。

【技术特征摘要】
1.一种提高吸附材料存储天然气性能的活化方法，其特征在于活化经焙烧、酸处理、碱处理、盐处理四道工序。
2.根据权利要求1所述的一种提高吸附材料存储天然气性能的活化方法，其特征在于所述焙烧工序中焙烧温度为300～890℃，时间为2-8小时。
3.根据权利要求1所述的一种提高吸附材料存储天然气性能的活化方法，其特征在于所述的酸处理工序所用酸为盐酸、硝酸和氢氟酸的水溶液，所配得到酸溶液浓度为0.5～2.0 mol/L，酸处理时间为2.5-16小时。
4.根据权利要求1所述的一种提高吸附材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨惠琳，马利海，陈磊，李国明，张立忠，
申请(专利权)人：宁夏宝塔石化科技实业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：宁夏;64