一种负载活性炭、制备方法及处理炭素纯化炉废气的应用技术

本发明专利技术提供一种负载活性炭、制备方法及处理炭素纯化炉废气的应用，属于炭素纯化炉废气处理领域。所述负载活性炭的制备方法，由以下步骤组成：预成型、制浆、注浆、成型。本发明专利技术的负载活性炭，有效提高对含硫废气的处理性能及处理效率，有效提高负载活性炭的长期稳定性。有效提高负载活性炭的长期稳定性。有效提高负载活性炭的长期稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种负载活性炭、制备方法及处理炭素纯化炉废气的应用


[0001]本专利技术涉及炭素纯化炉废气处理领域，尤其是涉及一种负载活性炭、制备方法及处理炭素纯化炉废气的应用。

技术介绍

[0002]石墨具有低密度、抗腐蚀、抗辐射、自润滑、耐高低温等众多优点，目前在航天、航空、军工、电子、核能、冶金等领域均具有重要的应用。随着新技术、新工艺的不断发展，普通的高纯石墨材料已经不能满足许多行业的需求，高纯石墨材料的纯度需达到99.9%，甚至99.99%以上，这就需要在更高温度下，对高纯石墨材料进行纯化。但是，在高纯石墨材料的高温纯化过程中会产生二氧化硫、硫化氢等废气（含硫废气）。含硫废气作为一种有害气体，不仅会腐蚀设备，缩短设备使用寿命，还会对环境造成严重污染，危害人的身体健康，故需要对尾气进行严格处理以达到排放标准。
[0003]目前，处理含硫废气的方法分为干法脱硫和湿法脱硫两大类。其中，湿法脱硫是采用石灰石或石灰的浆液作为脱硫剂，在废气吸收塔内对含硫废气进行喷淋洗涤，以降低含硫废气中的硫含量。相比于湿法脱硫，干法脱硫操作更为简洁，设备要求低，处理能耗低，无废水产生，环保程度较高。现有技术中比较常见的干法脱硫方法，是利用活性炭、金属氧化物，或者将金属氧化物直接负载到活性炭粉末后，对含硫化物废气进行脱硫处理。但是此方法会腐蚀设备，且对于含硫化物废气的吸附效果不理想，活性炭机械强度和稳定性差，活性组分的反应活性低，处理效率低。
[0004]中国专利CN1954907A公开了一种负载活性炭的制备方法，该专利采用浸渍法，将用水浸泡后的颗粒活性炭浸渍于配置的浸渍溶液中，浸渍后经活化，制得所述的负载活性炭。并将所述负载活性炭用于脱除废气中的硫化氢。但是，该专利的负载活性炭的缺点在于，其活性组分及反应活性低，脱除废气中硫化氢效率不理想，处理稳定性不佳，且活性炭颗粒机械强度差，有效工作寿命短。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供一种负载活性炭、制备方法及处理炭素纯化炉废气的应用，负载活性炭中活性组分的反应活性高，对含硫化物废气的吸附效果好，有效提高对含硫废气的处理效率，有效提高负载活性炭的机械强度和稳定性。
[0006]为解决以上技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：一种负载活性炭的制备方法，包括以下步骤：预成型、制浆、注浆、成型。
[0007]所述预成型，将活性炭粉末与酚醛树脂混合均匀，制得预混料；经干压成型、烧结，制得预成型体；所述预成型中，预成型体为圆柱体，且圆柱体的两端面上均匀分布有贯穿圆柱体的通孔；所述预成型体，圆柱端面半径为1
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10cm，圆柱体高度为5
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50cm，通孔孔径为1
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10mm；优选的，预成型体的规格为以下之一：圆柱端面半径为1cm，圆柱体高度为5cm，通孔孔径为1mm；圆柱端面半径为5cm，圆柱体高度为25cm，通孔孔径为5mm；圆柱端面半径为10cm，圆柱体高度为50cm，通孔孔径为10mm。
[0008]所述预成型中，活性炭粉末与酚醛树脂的重量份比值为4
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5:1；活性炭粉末的规格为100
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200目；干压成型过程中，干压成型压力为100
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120MPa；烧结过程中，烧结温度为1000
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1200℃，升温速率为10
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15℃/min。
[0009]所述制浆，将聚丙烯酰胺、十二烷基氨基乙酸投入至去离子水中，搅拌均匀，制得第一溶液；然后将金属氧化物、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、氧化钇或氧化钛、第一溶液投入至球磨机内，控制球磨时间为12
‑
48h后，过筛，制得浆料；所述制浆中，金属氧化物为氧化铁、氧化锌、ZnFe2O4；所述制浆中，去离子水、金属氧化物的重量份比值为1:1
‑
10；金属氧化物、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、氧化钇或氧化钛、十二烷基氨基乙酸的重量份比值为48
‑
92:0.01
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1:1
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10:5
‑
20:0.01
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1:0.98
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10:1
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10。
[0010]所述注浆，浆料在真空度为5
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100Pa环境下，真空搅拌一定时间后，真空注入至预成型体中，制得注浆后的预成型体；所述注浆中，真空搅拌转速为300
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600rpm，真空搅拌时间为30
‑
90min；真空注浆过程中，真空度为0.01
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0.08MPa。
[0011]所述成型，注浆后的预成型体经干燥、微波烧结，制得负载活性炭。
[0012]所述成型中，干燥温度为80
‑
120℃，干燥时间为10
‑
40min；所述成型中，微波烧结包括：第一升温阶段、第二升温阶段、保温烧结；所述第一升温阶段的温度范围为常温至500℃，升温速率为2
‑
20℃/min；所述第二升温阶段的温度范围为500℃至烧结温度，升温速率为5
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25℃/min；所述保温烧结的烧结温度为600
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1000℃，保温烧结时间为10
‑
60min。
[0013]一种负载活性炭，采用前述的制备方法制得。
[0014]所述负载活性炭在处理炭素纯化炉废气的应用。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：（1）本专利技术的负载活性炭，采用预成型的活性炭作为预成型体，将金属氧化物等活性组分预制成浆料后，经真空注浆、微波烧结处理，将金属氧化物等活性组分负载至预成型体上，制得的负载活性炭的活性组分反应活性高，有效提高负载活性炭对含硫废气的处理性能及处理效率，有效提高负载活性炭的长期稳定性。
[0016]（2）将本专利技术的负载活性炭装填至炭素纯化炉上，对二氧化硫含量为300mg/cm3，硫化氢含量为50mg/cm3的炭素纯化炉废气进行处理后，废气中二氧化硫含量为11
‑
74mg/cm3，硫化氢含量为0.57
‑
4.1mg/cm3。
[0017]（3）本专利技术的负载活性炭用于炭素纯化炉废气的处理中，负载活性炭重复回用60次后，仍能够保持好的废气处理效果，长期稳定性好；经检测，负载活性炭重复回用60次后，对二氧化硫含量为300mg/cm3，硫化氢含量为50mg/cm3的炭素纯化炉废气进行处理后，废气中二氧化硫含量为12
‑
78mg/cm3，硫化氢含量为0.59
‑
4.4mg/cm3。
[0018]（4）本专利技术的负载活性炭失效后，可浸泡于氢氧化钠溶液中，其中的金属氧化物，以及含硫废气的反应物等均可与氢氧化钠反应，而预成型体可以保持原有形态，并直接回用至注浆、成型步骤，重新将浆料注入至预成型体中，制得负载活性炭；其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负载活性炭的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：预成型、制浆、注浆、成型；所述预成型，将活性炭粉末与酚醛树脂混合均匀，制得预混料；经干压成型、烧结，制得预成型体；所述预成型中，预成型体为圆柱体，且圆柱体的两端面上均匀分布有贯穿圆柱体的通孔；所述制浆，将聚丙烯酰胺、十二烷基氨基乙酸投入至去离子水中，搅拌均匀，制得第一溶液；然后将金属氧化物、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、氧化钇或氧化钛、第一溶液投入至球磨机内，控制球磨时间为12
‑
48h后，过筛，制得浆料；所述制浆中，金属氧化物为以下之一：氧化铁、氧化锌、ZnFe2O4；所述制浆中，去离子水、金属氧化物的重量份比值为1:1
‑
10；金属氧化物、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、氧化钇或氧化钛、十二烷基氨基乙酸的重量份比值为48
‑
92:0.01
‑
1:1
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10:5
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20:0.01
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1:0.98
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10:1
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10；所述注浆，浆料在真空度为5
‑
100Pa环境下，真空搅拌一定时间后，真空注入至预成型体中，制得注浆后的预成型体；所述成型，注浆后的预成型体经干燥、微波烧结，制得负载活性炭。2.根据权利要求1所述的负载活性炭的制备方法，其特征在于，所述预成型中，活性炭粉末与酚醛树脂的重量份比值为4
‑
5:1；干压成型过程中，干压成型压力为100
‑
120MPa；烧结过程中，烧结温度为1000
‑
1200℃，升温速率...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华青，唐宁，
申请(专利权)人：山东红点新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：