具有分子筛效应的煤基颗粒活性炭制备方法及其在变压吸附分离浓缩气体中的应用技术

本发明专利技术涉及一种具有分子筛效应的煤基颗粒活性炭制备方法及其通过变压吸附过程的顺放步骤和逆向抽真空步骤浓缩含甲烷和二氧化碳的混合气体中强吸附的甲烷和二氧化碳等组分的应用。此煤基颗粒活性炭制备包括如下步骤：（ａ）将煤炭粉碎；（ｂ）向煤粉中加入煤焦油等粘结剂并和水混合均匀；（ｃ）成型为圆柱体颗粒再干燥；（ｄ）将成型后的圆柱体颗粒在氮气保护下碳化；（ｅ）将碳化后的圆柱体颗粒在氮气保护下用水蒸气活化；（ｆ）冷却至室温出料后再经水洗和干燥。该煤基颗粒活性炭制备的成本低且污染小，其密度低而装填后吸附性能高；能用于变压吸附工艺通过顺放过程有效浓缩混合气体中不同吸附能力的气体成分。

Preparation method of coal based granular activated carbon with molecular sieve effect and application thereof in pressure swing adsorption separation of concentrated gas

The invention relates to a coal based granular activated carbon with molecular sieving effect and a preparation method thereof by PSA process along the mixed gas adsorption steps and strong reverse vacuum steps concentrate containing methane and carbon dioxide methane and carbon dioxide and other components of the application. The coal based granular activated carbon preparation comprises the following steps: (a) the coal crushing; (b) adding to coal coal tar binder and water and mixed evenly; (c) forming cylindrical particles and then drying; (d) the cylinder forming particles after carbonization under nitrogen protection; (E) the cylinder particles carbonized under nitrogen atmosphere water vapor activation; (f) the material is cooled to room temperature after washing and drying. The coal based granular activated carbon prepared by low cost and little pollution, the low density and high adsorption performance after filling; can be used for pressure swing adsorption process through gas composition different adsorption capacity of the mixed gas in the process of effective concentration.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过水蒸气活化方法制备煤基活性炭作为一种具有分子筛效应的颗粒活性炭的制备方法，此煤基颗粒活性炭可用于多种混合气体的变压吸附浓縮分离，特别是能够在顺放步骤浓縮甲垸和二氧化碳等强吸附气体产品。
技术介绍
抽采的煤层气、油田气和垃圾填埋气的主要成分为甲烷、氮气、二氧化碳等组分的混合气体；烟道气中含有二氧化碳。甲垸可用作高效洁净的能源和化工原料，二氧化碳是重要的d资源。抽采煤层气、油田气、烟道气的排放严重污染大气，而且浪费了有用的资源，从这些气体中回收甲垸、二氧化碳气体具有重要应用意义。但是，要高效利用这些混合气体中的甲垸、二氧化碳等气体，需要对其中的甲垸、二氧化碳分离并浓縮。变压吸附(pressure swing adsorption, PSA)工艺是混合气体中气体组分分离的关键技术之一。影响PSA分离最为关键的因素是吸附剂。目前用于PSA的吸附剂主要有两大类即沸石分子筛与碳质吸附剂。合成的沸石分子筛价格一般很高，而碳质吸附剂成本较低，且碳质吸附剂的化学性质非常稳定，能耐酸、碱，能经受高温高压的作用。用不同吸附剂，PSA分离气体主要有基于动力学和平衡分离两种原理，它们用于含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有分子筛效应的煤基颗粒活性炭的制备方法，及其用于变压吸附分离多种混合气体，在变压吸附过程中的顺放步骤和逆向抽真空步骤得到浓缩的产品气的应用。

【技术特征摘要】
1、一种具有分子筛效应的煤基颗粒活性炭的制备方法，及其用于变压吸附分离多种混合气体，在变压吸附过程中的顺放步骤和逆向抽真空步骤得到浓缩的产品气的应用。2、 根据权利要求1所述， 一种具有分子筛效应的煤基颗粒活性炭的制备 方法，其特征在于包括如下步骤(a) 粉碎，即以煤炭为原料，将其粉碎到160 200目；(b) 混捏，即向煤粉中加入煤焦油或其它粘结剂，再加水混合均匀。(c) 成型，即在成型机上成型为底面直径3 4mm、高5 7mm的圆柱体 颗粒，再在80 12(TC温度下干燥3 4h;(d) 碳化，即将成型后的煤放入加热炉中，在氮气保护下，以5 15i:/min 的升温速度加热至400 800°C ，在此温度下恒温0.5 2h;(e) 活化，即将碳化后的样品，在氮气保护下，进行水蒸气活化；水蒸气 活化的水蒸气的温度在700 850°C，活化时间为0.5 5h。(f) 冷却至室温后出料，再水洗、干燥后得到颗粒状活性炭吸附剂。3、 根据权利要求1和2所述， 一种具有分子筛效应的煤基颗粒活性炭， 可用于含有甲垸和二氧化碳的多种混合气体，包括甲烷/氮气、甲垸/氮气/二氧化 碳、空气等，通过变压吸附并在其顺放步骤和逆向抽真空步骤对强吸附组分如 甲垸、二氧化碳进行浓縮，通过单吸附塔单循环，尤其通过多吸附塔或多次循 环的变压吸附过程可实现不同吸附能力气体的高效分离。4、 根据权利要求1、 2和3所述，应用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：辜敏，姚伟静，鲜学福，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：85[]