一种利用废催化剂制备蜂窝活性炭的制备方法技术

本发明专利技术涉及活性炭制备技术领域，提供了一种利用废催化剂制备蜂窝活性炭的制备方法，包括废催化剂预处理、混合物料、捏合练泥、挤出成型、干燥、高温活化处理以及冷却等步骤。本发明专利技术通过采用在石油化工领域中产生的废催化剂作为原料以制备蜂窝活性炭，充分利用了废催化剂中的完整骨架、多孔结构和富含的过渡金属（钒、镍）、稀土金属（镧、铈）的活性点位，有效改善了蜂窝活性炭的吸附、催化分解作用，大幅提高了蜂窝活性炭的吸附性能。此外，利用废催化剂代替部分粉末活性炭，实现了废催化剂的资源化利用，在提高蜂窝活性炭的吸附效果以及机械性能的同时也很好的降低了成本，提高了经济效益。提高了经济效益。提高了经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种利用废催化剂制备蜂窝活性炭的制备方法


[0001]本专利技术涉及活性炭制备
，具体而言，涉及一种利用废催化剂制备蜂窝活性炭的制备方法。

技术介绍

[0002]蜂窝活性炭由于其独特的蜂窝结构，在工业气相应用中具有开孔率高、气流分布均匀、比表面积大、气体扩散路程短、耐磨损、抗粉尘污染能力强、流体力学性能好、床层阻力低、压力损失小等优点，因此被广泛用于气相和液相的吸附、脱色、提纯、分离、催化等领域。
[0003]现有的蜂窝活性炭大都以粉末活性炭作为原料进行制备，所存在的问题是成本较高且最终制得的蜂窝活性炭的性能不佳。
[0004]另一方面，在石油化工领域炼制原油的过程中通常需要经过催化裂化、加氢裂化、渣油加氢、催化重整等反应，在这些反应过程中，每吨原油炼制时大约会产生0.345kg的废催化剂，不作处理的废催化剂大部分被认定为危险废物，不但会造成资源的浪费，产生一系列的污染问题，也让企业承担着很重的经济负担。
[0005]据分析，上述原油炼制过程中产生的废催化剂保留着完整的骨架和多孔结构，理化性质稳定，同时富含过渡金属（钒、钼）、稀土金属（镧、铈）的活性点位，因此根据此类废催化剂的特点，考虑将废催化剂和粉末活性炭作为制备蜂窝活性炭的原料一起捏合，以制备一种全新的蜂窝活性炭，在实现废催化剂的完全资源化利用的基础上降低蜂窝活性炭的制备成本并提升蜂窝活性炭的性能。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种利用废催化剂制备蜂窝活性炭的制备方法，通过以废催化剂和粉末活性炭作为制备蜂窝活性炭的原料，在实现废催化剂的完全资源化利用的基础上降低蜂窝活性炭的制备成本并提升蜂窝活性炭的性能。
[0007]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种利用废催化剂制备蜂窝活性炭的制备方法，包括以下步骤：步骤S1. 对废催化剂进行预处理；其中，废催化剂可以但不局限于为在石油化工领域中经催化裂化、加氢裂化、渣油加氢、催化重整等反应后产生的废催化剂；步骤S2. 向步骤S1中经预处理后的废催化剂中加入粉末活性炭和活性组分，混合以得到混合物料；步骤S3. 向步骤S2中得到的混合物料中加入粘合剂、润滑剂以及水，混合捏合后送入练泥机中进行练泥，以得到煤泥；步骤S4. 将步骤S3中得到的煤泥加入至挤出成型装置中挤出成型，以得到湿的蜂窝体；步骤S5. 对步骤S4中得到的湿的蜂窝体进行干燥，干燥后的蜂窝体进行高温活化
处理，高温活化处理后冷却，以得到蜂窝活性炭。
[0008]在一些可能的实施例中，在步骤S1中，废催化剂的预处理方法为水洗、酸洗、碱洗、筛分、磁选中的一种或多种。
[0009]在一些可能的实施例中，在步骤S2中，废催化剂与粉末活性炭的质量比为1:9
‑
9:1，活性组分为金属氧化物，例如V2O5、MoO2或TiO2。
[0010]在一些可能的实施例中，在步骤S3中，粘合剂、润滑剂以及水的混合质量占总质量的1%
‑
10%。
[0011]在一些可能的实施例中，粘合剂为煤焦油、酚醛树脂、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛中的一种或多种；润滑剂为甘油、石蜡、植物油、聚丙烯酰胺、滑石粉、硬脂酸中的一种或多种。
[0012]在一些可能的实施例中，在步骤S5中，湿的蜂窝体的干燥方式为自然干燥、红外线干燥、微波干燥、热风干燥、加热干燥中的一种或多种。
[0013]在一些可能的实施例中，在步骤S5中，高温活化处理时的活化温度为500
‑
2000℃，活化时间为1
‑
20h，活化介质为水蒸气、空气或CO2。
[0014]在一些可能的实施例中，在步骤S4中，挤出成型装置包括挤出成型机、输送机构以及切割机构；挤出成型机用于以一定的挤出成型速度将煤泥挤出成型为湿的蜂窝体，输送机构设置于挤出成型机的输出端且用于输送蜂窝体，输送机构输送湿的蜂窝体时的输送速度与挤出成型机的挤出成型速度相等；切割机构设置于挤出成型机与输送机构之间，切割机构包括切割钢丝，切割钢丝用于以一定的切割速度沿切割路径对湿的蜂窝体进行切割，切割钢丝的切割路径与蜂窝体的运动路径呈夹角设置；其中，定义切割钢丝的切割路径与蜂窝体的运动路径之间的夹角为θ，切割钢丝的切割速度为V1，蜂窝体的运动速度为V2，则有：V2/V1=cosθ。
[0015]在一些可能的实施例中，切割机构还包括驱动组件，驱动组件包括框体、两个驱动单元以及驱动部件，挤出成型机的输出端与框体的内部对位，切割钢丝竖直设置于框体内部，两个驱动单元对称设置于切割钢丝的上下两端；驱动单元包括滑座、丝杆以及副锥齿轮，滑座与框体滑动连接，切割钢丝的上下两端分别与两个驱动单元的滑座连接，丝杆的一端与框体转动连接，丝杆的另一端沿切割钢丝的切割路径延伸并依次贯穿滑座和框体的一侧后与副锥齿轮传动连接，丝杆与滑座之间螺纹连接；驱动部件包括驱动电机、驱动轴以及两个主锥齿轮，驱动电机固定设置于框体上，驱动轴可自由转动的竖直设置于框体一侧，驱动轴的一端与驱动电机的输出端传动连接，两个主锥齿轮均套设于驱动轴上且与副锥齿轮一一对应，主锥齿轮与副锥齿轮相啮合。
[0016]在一些可能的实施例中，切割机构还包括支架以及旋转组件，支架呈门字型且设置于挤出成型机的输出端，框体设置于支架内部；旋转组件包括旋转电机以及旋转轴，旋转电机设置于支架的顶部，旋转轴的一端与旋转电机的输出端传动连接，旋转轴的另一端与框体的顶部中心连接。
[0017]本专利技术实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：1、本专利技术通过采用在石油化工领域中产生的废催化剂作为原料以制备蜂窝活性炭，充分利用了废催化剂中的完整骨架、多孔结构和富含的过渡金属（钒、镍）、稀土金属（镧、铈）的活性点位，有效改善了蜂窝活性炭的吸附、催化分解作用，大幅提高了蜂窝活性
炭的吸附性能。此外，利用废催化剂代替部分粉末活性炭，实现了废催化剂的资源化利用，在提高蜂窝活性炭的吸附效果以及机械性能的同时也很好的降低了成本，提高了经济效益。
[0018]2、本专利技术提供的挤出成型装置通过在挤出成型机的输出端增设经改进后的切割机构，能够实现在挤出成型机不停机的情况下对挤出成型的蜂窝体进行切割，并能保证切割后的蜂窝体的切割面平整，在不影响蜂窝体挤出成型时的加工效率的同时确保切割后的蜂窝体的质量良好，从而实现进一步提高最终制备得到的蜂窝活性炭的质量。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例1制备得到的蜂窝活性炭的SEM图；图2为本专利技术实施例1提供的挤出成型装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例1提供的切割机构的结构示意图；图4为本专利技术实施例1提供的切割钢丝及驱动组件的结构示意图；图5为本专利技术实施例1提供的切割钢丝位于蜂窝体一侧时的切割原理图；图6为本专利技术实施例1提供的切割钢丝位于蜂窝体另一侧时的切割原理图；图7为本专利技术实施例2制备得到的蜂窝活性炭的SEM图。
[0020]图标：10
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挤出成型机，11
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挤出成型筒，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用废催化剂制备蜂窝活性炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1. 对废催化剂进行预处理；步骤S2. 向步骤S1中经预处理后的废催化剂中加入粉末活性炭和活性组分，混合以得到混合物料；步骤S3. 向步骤S2中得到的混合物料中加入粘合剂、润滑剂以及水，混合捏合后送入练泥机中进行练泥，以得到煤泥；步骤S4. 将步骤S3中得到的煤泥加入至挤出成型装置中挤出成型，以得到湿的蜂窝体；步骤S5. 对步骤S4中得到的湿的蜂窝体进行干燥，干燥后的蜂窝体进行高温活化处理，高温活化处理后冷却，以得到蜂窝活性炭。2.根据权利要求1所述的利用废催化剂制备蜂窝活性炭的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，废催化剂的预处理方法为水洗、酸洗、碱洗、筛分、磁选中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的利用废催化剂制备蜂窝活性炭的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，废催化剂与粉末活性炭的质量比为1:9
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9:1，活性组分为金属氧化物。4.根据权利要求1所述的利用废催化剂制备蜂窝活性炭的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，粘合剂、润滑剂以及水的混合质量占总质量的1%
‑
10%。5.根据权利要求1所述的利用废催化剂制备蜂窝活性炭的制备方法，其特征在于，粘合剂为煤焦油、酚醛树脂、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛中的一种或多种；润滑剂为甘油、石蜡、植物油、聚丙烯酰胺、滑石粉、硬脂酸中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的利用废催化剂制备蜂窝活性炭的制备方法，其特征在于，在步骤S5中，湿的蜂窝体的干燥方式为自然干燥、红外线干燥、微波干燥、热风干燥、加热干燥中的一种或多种。7.根据权利要求1所述的利用废催化剂制备蜂窝活性炭的制备方法，其特征在于，在步骤S5中，高温活化处理时的活化温度为500
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2000℃，活化时间为1
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20h，活化介质为水蒸气、空气或CO2。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：王莉，崔振涛，曾贤勇，高其兵，魏可，胥可乐，陈锦晔，王妍，杨兴福，
申请(专利权)人：成都华域环保有限公司，
类型：发明
国别省市：