一种煤化工生产过程中挥发性有机物处理用高效吸附剂制造技术

本发明专利技术提供一种煤化工生产过程中挥发性有机物处理用高效吸附剂，涉及吸附剂领域，其制备方法包括以下步骤：制备改性黑荆树皮粉；将OP‑10加入到硝酸锌溶液中搅拌混合均匀后，再将乙醇和膨胀石墨加入，升温至40‑45℃搅拌混合20‑30min后滴加氢氧化钠溶液，滴毕后继续搅拌反应1‑5h，抽滤，滤饼水洗干燥，氮气保护下煅烧1‑3h冷却至室温得到ZnO/膨胀石墨；制备胺化壳聚糖溶液；将改性黑荆树皮粉、ZnO/膨胀石墨、膨润土、胺化壳聚糖溶液混合搅拌1‑3h得到混合物，将混合物减压蒸馏除去溶剂，得到的固体置于烘箱中100‑110℃干燥10‑20h即可，本发明专利技术将改性黑荆树皮粉、ZnO/膨胀石墨、膨润土、胺化壳聚糖相复合，对于煤化工生产过程中产生的多种挥发性有机物均有极佳的吸附效果。

An efficient adsorbent for VOC treatment in coal chemical production

【技术实现步骤摘要】
一种煤化工生产过程中挥发性有机物处理用高效吸附剂
本专利技术涉及吸附剂领域，具体涉及一种煤化工生产过程中挥发性有机物处理用高效吸附剂。
技术介绍
煤化工是指以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。主要包括煤的气化、液化、干馏以及焦油加工和电石乙炔化工等。煤化学加工过程。煤中有机质的化学结构，是以芳香族为主的稠环为单元核心，由桥键互相连接，并带有各种官能团的大分子结构，通过热加工和催化加工，可以使煤转化为各种燃料和化工产品。煤除了主要含碳外，还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素以及无机矿物质。煤化工是以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体产品或半产品，而后进一步加工成化工、能源产品的过程。煤化工主要包括煤的气化、液化、干馏以及焦油加工、电石乙炔化工等。煤化工产业不同的加工工艺所生成的挥发性有机物的排放状态及组成也有差异。这些挥发性有机物包括非甲烷碳氢化合物、含氧有机化合物、卤代烃、含氮有机化合物、含硫有机化合物等几大类，这些挥发性有机物参与大气环境中臭氧和二次气溶胶的形成，其对区域性大气臭氧污染、PM2.5污染具有重要的贡献。大多数VOCs具有令人不适的特殊气味，并具有毒性、刺激性、致畸性和致癌作用，特别是苯、甲苯及甲醛等对人体健康会造成很大的伤害，VOCs是导致城市灰霾和光化学烟雾的重要前体物。目前煤化工对于这些挥发性有机物一般都是直接燃烧或进行吸附处理，直接燃烧所造成的空气污染较大，所以目前逐渐不再适用，而用于挥发性有机物的吸附剂主要以高效活性炭和活性炭纤维为主，活性炭纤维具有比表面积大，吸脱附速度快等优点，并易于制成纸、毡的形式，产生的气体阻力较小，但是其价格昂贵，而且技术被国外企业垄断，常规的活性炭具有巨大比表面积和孔体积，对气体吸附性能优异，但其吸附选择性较差，不能满足多种有机气体的的吸附脱附要求。中国专利CN104801283A公开了一种用于净化空气中VOCs的复合吸附剂的制备方法，属于大气VOCs治理领域。本专利技术具体的步骤为：步骤一，原料混合混匀：(1)将活性氧化铝、活性炭、铁矿粉混合均匀制备得混合物A；(2)将球团筛下料、生物质材料、镁质红土镍矿、高岭土混合均匀制备得混合物B；(3)将混合物A与混合物B混合均匀后制备得到吸附剂混匀料；步骤二：制粒，将吸附剂混匀料加入圆筒混料机中，混合均匀制备得到吸附剂颗粒；步骤三：加热处理，将吸附剂颗粒放置到烘箱中进行加热，加热完成后即制备得到吸附剂。该专利技术的吸附剂具有较高的孔隙度和比表面积，吸附剂可以和VOCs充分接触，提高了吸附剂的吸附效率，从而实现VOCs高效率、低成本的减排。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种煤化工生产过程中挥发性有机物处理用高效吸附剂。(二)技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种煤化工生产过程中挥发性有机物处理用高效吸附剂，其制备方法包括以下步骤：(1)将黑荆树皮于烘箱中70-90℃干燥15-20h后粉碎成粉末加入到带冷凝器的反应釜中，再将蒸馏水和甲醛加入，搅拌均匀后，再将盐酸滴加进入，滴毕后升温反应2-5h，抽滤，滤饼水洗至中性后烘干得到改性黑荆树皮粉；(2)将天然鳞片石墨粉碎后加入到反应釜中再将浓硫酸缓慢加入，加入过程中不断搅拌直至混合均匀后，再将高锰酸钾粉体分多次加入，加完后室温搅拌30-50min后升温至50-60℃反应4-8h后抽滤，滤饼水洗至中性后于80-100℃干燥5-10h，再转移至马弗炉中焙烧20-30s，得到膨胀石墨；(3)将OP-10加入到硝酸锌溶液中搅拌混合均匀后，再将乙醇和上述膨胀石墨加入，升温至40-45℃搅拌混合20-30min后滴加氢氧化钠溶液，滴毕后继续搅拌反应1-5h，抽滤，滤饼水洗至中性后60-80℃干燥10-15h，再转移至碳管炉中氮气保护下以一定速度升温至600-650℃煅烧1-3h冷却至室温得到ZnO/膨胀石墨；(4)将一定质量浓度的壳聚糖乙醇溶液与乙二胺水溶液混合均匀后，升温至40-45℃反应4-6h，滴加甲醛水溶液，滴毕后继续反应30-50min，得到胺化壳聚糖溶液；(5)将改性黑荆树皮粉、ZnO/膨胀石墨、膨润土、胺化壳聚糖溶液混合搅拌1-3h得到混合物，将混合物减压蒸馏除去溶剂，得到的固体置于烘箱中100-110℃干燥10-20h即可。进一步地，步骤(1)中盐酸的摩尔浓度为0.3-0.8mol/L。进一步地，步骤(1)中反应温度为40-70℃。进一步地，步骤(2)中天然鳞片石墨与高锰酸钾粉体的质量比为100：1-5。进一步地，步骤(2)中焙烧温度为900-1000℃。进一步地，步骤(3)中硝酸锌溶液的摩尔浓度为0.1-1mol/L。进一步地，步骤(3)中氢氧化钠溶液的摩尔浓度为0.5-2mol/L。进一步地，步骤(3)中碳管炉升温速度为5-20℃/min。进一步地，步骤(4)中壳聚糖乙醇溶液的质量浓度为2-6％，乙二胺水溶液的摩尔浓度为0.05-0.1mol/L。进一步地，步骤(5)中改性黑荆树皮粉、ZnO/膨胀石墨、膨润土的重量比为5-10：4-8：1。(三)有益效果本专利技术提供了一种煤化工生产过程中挥发性有机物处理用高效吸附剂，具有以下有益效果：黑荆树皮成分中的纤维素、木质素等成分具有有机物吸附能力，本专利技术中将天然黑荆树皮经改性，其对于有机物吸附能力得到进一步加强，目前树皮吸附剂大多用于对金属离子进行螯合吸附，但是对于挥发性有机物的吸附还未见报道，膨胀石墨属于六方晶系，形状类似蠕虫，内部含有大量网状微孔结构，其不仅仅具有吸附性，而且耐腐蚀、耐高温，对于煤化工生产过程中产生的挥发性有机物吸附力强，而且脱附后的二次吸附能力几乎没有下降，本专利技术利用膨胀石墨对纳米ZnO进行负载，利用纳米ZnO对膨胀石墨吸附的挥发性有机物发生醇、醛、酸的变化，从而对挥发性有机物进行降解，胺化后的壳聚糖降低了壳聚糖本身的酸溶、碱溶性能，提高了对于不同挥发性有机物的吸附性能，本专利技术将改性黑荆树皮粉、ZnO/膨胀石墨、膨润土、胺化壳聚糖相复合，对于煤化工生产过程中产生的多种挥发性有机物均有极佳的吸附效果，而且通过对比实验可知，本专利技术中改性黑荆树皮粉、ZnO/膨胀石墨、膨润土、胺化壳聚糖相互间协同效果突出，可以很好的满足多种挥发性有机物的吸附需求具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：一种煤化工生产过程中挥发性有机物处理用高效吸附剂的制备方法如下：将黑荆树皮于烘箱中80℃干燥18h后粉碎成粉末加入到带冷凝器的反应釜中，再将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤化工生产过程中挥发性有机物处理用高效吸附剂，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：/n(1)将黑荆树皮于烘箱中70-90℃干燥15-20h后粉碎成粉末加入到带冷凝器的反应釜中，再将蒸馏水和甲醛加入，搅拌均匀后，再将盐酸滴加进入，滴毕后升温反应2-5h，抽滤，滤饼水洗至中性后烘干得到改性黑荆树皮粉；/n(2)将天然鳞片石墨粉碎后加入到反应釜中再将浓硫酸缓慢加入，加入过程中不断搅拌直至混合均匀后，再将高锰酸钾粉体分多次加入，加完后室温搅拌30-50min后升温至50-60℃反应4-8h后抽滤，滤饼水洗至中性后于80-100℃干燥5-10h，再转移至马弗炉中焙烧20-30s，得到膨胀石墨；/n(3)将OP-10加入到硝酸锌溶液中搅拌混合均匀后，再将乙醇和上述膨胀石墨加入，升温至40-45℃搅拌混合20-30min后滴加氢氧化钠溶液，滴毕后继续搅拌反应1-5h，抽滤，滤饼水洗至中性后60-80℃干燥10-15h，再转移至碳管炉中氮气保护下以一定速度升温至600-650℃煅烧1-3h冷却至室温得到ZnO/膨胀石墨；/n(4)将一定质量浓度的壳聚糖乙醇溶液与乙二胺水溶液混合均匀后，升温至40-45℃反应4-6h，滴加甲醛水溶液，滴毕后继续反应30-50min，得到胺化壳聚糖溶液；/n(5)将改性黑荆树皮粉、ZnO/膨胀石墨、膨润土、胺化壳聚糖溶液混合搅拌1-3h得到混合物，将混合物减压蒸馏除去溶剂，得到的固体置于烘箱中100-110℃干燥10-20h即可。/n...

【技术特征摘要】
1.一种煤化工生产过程中挥发性有机物处理用高效吸附剂，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
(1)将黑荆树皮于烘箱中70-90℃干燥15-20h后粉碎成粉末加入到带冷凝器的反应釜中，再将蒸馏水和甲醛加入，搅拌均匀后，再将盐酸滴加进入，滴毕后升温反应2-5h，抽滤，滤饼水洗至中性后烘干得到改性黑荆树皮粉；
(2)将天然鳞片石墨粉碎后加入到反应釜中再将浓硫酸缓慢加入，加入过程中不断搅拌直至混合均匀后，再将高锰酸钾粉体分多次加入，加完后室温搅拌30-50min后升温至50-60℃反应4-8h后抽滤，滤饼水洗至中性后于80-100℃干燥5-10h，再转移至马弗炉中焙烧20-30s，得到膨胀石墨；
(3)将OP-10加入到硝酸锌溶液中搅拌混合均匀后，再将乙醇和上述膨胀石墨加入，升温至40-45℃搅拌混合20-30min后滴加氢氧化钠溶液，滴毕后继续搅拌反应1-5h，抽滤，滤饼水洗至中性后60-80℃干燥10-15h，再转移至碳管炉中氮气保护下以一定速度升温至600-650℃煅烧1-3h冷却至室温得到ZnO/膨胀石墨；
(4)将一定质量浓度的壳聚糖乙醇溶液与乙二胺水溶液混合均匀后，升温至40-45℃反应4-6h，滴加甲醛水溶液，滴毕后继续反应30-50min，得到胺化壳聚糖溶液；
(5)将改性黑荆树皮粉、ZnO/膨胀石墨、膨润土、胺化壳聚糖溶液混合搅拌1-3h得到混合物，将混合物减压蒸馏除去溶剂，得到的固体置于烘箱中100-110℃干燥10-20h即可。


2.如权利要求1所述的煤化工生产过程中挥发性有机物处理用高效吸附剂，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡勇竞，
申请(专利权)人：安徽遨信网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34