【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料制备与混合气吸附分离工程，具体涉及一种超亲水型陶瓷吸附剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、氢气是当前最清洁的燃料，也是重要的工业原料。国防、石化、轻工、冶金等方面都离不开氢气，在石化工业生产上，氢气主要用于油品的催化重整、加氢催化裂化、加氧精制，从而改变油品的性质，为社会提供商品级航空用油、煤油、汽油、柴油、润滑油、食品加工用油等重要的化工原料。
2、电解水制氢是当前制氢最成熟且效率最高的制氢方法，氢气在纯化的过程中，通常将氢气中的水分通过氢气储罐中的排污阀排出，但是，这种方法在实际的使用过程中氢气和水蒸气分离效率较低，且过度依靠人工经验。当前氢气中水分更加高效的分离方式一般采用浓硫酸、生石灰吸收，此类方式虽然对水分的吸收能力较强，但吸收过程不仅会产生大量的热量，造成使用过程中存在一定的风险，且吸附后产生的废弃物难以再利用，并形成危废，从而增加环保成本。
3、因此通过建立合适的吸附剂，对氢气进行高效干燥处理，且干燥过程中放出的热量较少或者释放的热量能及时散出，同时吸附剂可循环使用或者不形成危废，是提升氢气纯度工艺过程中的关键手段。
技术实现思路
1、为了克服上述问题，本专利技术提供了一种超亲水型陶瓷吸附剂及其制备方法与应用。
2、为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术的第一个方面，提供了一种超亲水型陶瓷吸附剂的制备方法，所述制备方法包括：
4、（1）将蒙脱土、碳酸镁、氧化钙、滑
5、（2）将吸附剂基体放入由氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠、极细碳粉组成的悬浊液中搅拌浸泡，将浸泡完成的吸附剂基体取出，后放入烘箱内进行烘干，烘干后转入马弗炉内进行煅烧，冷却后获得超亲水型陶瓷吸附剂。
6、在一种或多种实施方式中，步骤（1）中，蒙脱土、碳酸镁、氧化钙、滑石粉质量比为（10~12）:（1~2）:（1~2）:（3~5）。
7、在一种或多种实施方式中，步骤（1）中，所述球磨机的转速为300~500rpm，优选为400 rpm；球料比为1:（4~6），优选为1:5；球磨的时间为30~50 min，优选为40 min。
8、在一种或多种实施方式中，步骤（1）中，混合粉末研磨混匀后过100~300目筛，优选过200目筛。
9、在一种或多种实施方式中，步骤（1）中，淀粉悬浊液中淀粉占淀粉悬浊液的质量分数为5%~8%。
10、在一种或多种实施方式中，步骤（1）中，淀粉与蒙脱土、碳酸镁、氧化钙、滑石粉混合物的质量比为（1:100）~（1:75）。
11、在一种或多种实施方式中，步骤（1）中，将混合均匀的混合物放入模具中压制直径为0.3~0.5 cm的小球，优选为0.4 cm。
12、在一种或多种实施方式中，步骤（1）中，烘干的温度为100~110 ℃，优选为100 ℃；烘干的时间为6~8 h，优选为7 h。
13、在一种或多种实施方式中，步骤（2）中，所述氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠、极细碳粉的质量比为（1~2）:（1~2）:（0.5~1）:（0.2~0.3）。
14、在一种或多种实施方式中，步骤（2）中，所述悬浊液中溶剂为去离子水，氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠、极细碳粉的悬浊液中氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠和极细碳粉的整体与悬浊液的质量比为（1%~3%）:1，优选为2%:1。
15、在一种或多种实施方式中，步骤（2）中，搅拌浸泡的时间为11~13 h，优选为12 h。
16、在一种或多种实施方式中，步骤（2）中，烘干的温度为100~110 ℃，优选为100 ℃；烘干的时间为3~5h，优选为4 h。
17、在一种或多种实施方式中，步骤（2）中，煅烧温度为260~300 ℃，煅烧时间为1~1.5h，升温速率为3~4 ℃/min。
18、在一种或多种实施方式中，步骤（2）中，煅烧完成后，冷却的方法包括：先在马弗炉内冷却至200 ℃，后放置在干燥器中进行自然冷却至室温。
19、本专利技术的第二个方面，提供由上述制备方法制备的超亲水型陶瓷吸附剂。
20、本专利技术的第三个方面，提供上述超亲水型陶瓷吸附剂应用于氢气深度纯化。
21、本专利技术的有益效果：
22、（1）陶瓷吸附剂通过提升表面的碱性，可以具有高效的水分吸收效果，而且陶瓷吸附剂经过高温煅烧后形成，物理化学性质稳定，不会因气体长时间冲刷而造成颗粒状态发生变化，并且本申请中陶瓷吸附剂可再生，从而可以实现长期稳定的吸附效果。
23、（2）本专利技术提供的超亲水型陶瓷吸附剂能够实现氢气中的水分快速高效的脱除，可以使得大量的氢气在短时间内水分吸附降低至ppb级别，同时优化了氢气纯度、露点、含水量等多个指标。
24、（3）本专利技术所提供的超亲水型陶瓷吸附剂在吸附饱和后，可以通过抽真空同时加热的形式进行再生，可反复应用在氢气脱水过程中，可避免吸附剂因失效而成为固体废弃物，降低环境风险和处理成本。
25、（4）本专利技术所述超亲水陶瓷吸附剂，制备原料廉价易得，制备过程简易，易于大规模使用和推广。
26、（5）本专利技术所提供的超亲水型陶瓷吸附剂不仅可以用于氢气深度纯化，也可用于氮气、氩气等非极性气体的深度纯化，使用范围广泛。
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1.一种超亲水型陶瓷吸附剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.如权利要求1所述的超亲水型陶瓷吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，蒙脱土、碳酸镁、氧化钙、滑石粉质量比为（10~12）:（1~2）:（1~2）:（3~5）。
3.如权利要求1所述的超亲水型陶瓷吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述球磨机的转速为300~500rpm；球料比为1:（4~6）；球磨的时间为30~50 min；
4.如权利要求1所述的超亲水型陶瓷吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，淀粉悬浊液中淀粉占淀粉悬浊液的质量分数为5%~8%；
5.如权利要求1所述的超亲水型陶瓷吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，将混合均匀的混合物放入模具中压制直径为0.3~0.5 cm的小球；
6.如权利要求1所述的超亲水型陶瓷吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠、极细碳粉的质量比为（1~2）:（1~2）:（0.5~1）:（0.2~0.3）；
7.如权利要求1所述的超亲水型陶瓷吸附剂
8.如权利要求1所述的超亲水型陶瓷吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，煅烧温度为260~300 ℃，煅烧时间为1~1.5 h，升温速率为3~4 ℃/min；
9.一种由权利要求1~8任一项所述的超亲水型陶瓷吸附剂的制备方法制备的超亲水型陶瓷吸附剂。
10.权利要求9所述的超亲水型陶瓷吸附剂应用于氢气深度纯化。
...【技术特征摘要】
1.一种超亲水型陶瓷吸附剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.如权利要求1所述的超亲水型陶瓷吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，蒙脱土、碳酸镁、氧化钙、滑石粉质量比为（10~12）:（1~2）:（1~2）:（3~5）。
3.如权利要求1所述的超亲水型陶瓷吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述球磨机的转速为300~500rpm；球料比为1:（4~6）；球磨的时间为30~50 min；
4.如权利要求1所述的超亲水型陶瓷吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，淀粉悬浊液中淀粉占淀粉悬浊液的质量分数为5%~8%；
5.如权利要求1所述的超亲水型陶瓷吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，将混合均匀的混合物放入模具中压制直径...
【专利技术属性】
技术研发人员：齐吉锴，曹红梅，刘增瑞，张兰庆，王增泉，徐超超，李永永，马志强，
申请(专利权)人：华能国际电力股份有限公司德州电厂，
类型：发明
国别省市：
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