技术领域
[0001] 本
发明涉及废气处理领域，具体是一种用于
吸附有害气体的环保治理用煤基活性炭制备方法。
背景技术
[0002] 废气是指人类在生产和生活过程中排出的有毒有害的气体。特别是化工厂、
钢铁厂、制药厂以及
炼焦厂和炼油厂等，排放的废气气味大，严重污染环境和影响人体健康。废气中含有污染物种类很多，其物理和化学性质非常复杂，毒性也不尽相同。
燃料燃烧排出的废气中含有二
氧化硫、氮氧化物、
碳氢化合物等；因工业生产所用原料和工艺不同，而排放各种不同的有害气体和固体废物，含有各种组分如重金属、盐类、
放射性物质；
汽车排放的尾气含有铅、苯和酚等碳氢化合物。工业废气是废气的一个重要来源，中国政府颁布《环境保护法》对各类工厂的废气排放定了一个标准，只有符合标准的工厂才能继续运行。活性炭是一种重要的
无定形碳素材料，具有发达的孔隙结构和大的
比表面积，活性炭具有优良的吸附性能，广泛用于废气处理方面。但是现有的活性炭在制备时，都是直接以粉末活性炭为原料并且添加一定量的粘结剂，在一定的
温度和压
力下成型，这种方式制得的活性炭在粘接剂量和成型压力方法难以控制，粘结剂难以在活性炭中均匀分布，造成活性炭的比表面积小或者难以成型，这就为人们的使用带来了不便。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种环保治理用煤基活性炭制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0005] 环保治理用煤基活性炭制备方法，具体步骤如下：
[0006] 步骤一，按照以下重量份的原料制备活性炭：无烟
煤粉末10-15份、焦油3-5份、果壳1-4份、活化剂13-22份、活化助剂0.1-0.5份、
有机溶剂21-32份、秸秆粉末1-3份和改性天青石粉末2-5份；
[0007] 步骤二，将
无烟煤粉末、焦油和果壳在炭化炉中以650-750℃处理1-3h并且进行
粉碎处理,得到活性炭粉末，将活性炭粉末放在去离子
水中洗至中性并且进行干燥，将干燥后的活性炭粉末放入氯磺酸中，加热至80-100℃溶胀1-3h，冷却，过滤，将过滤物用去离子水洗至pH呈中性，
真空干燥，得到溶胀活性炭粉末，将溶胀活性炭粉末加热至850-900℃后，通入水蒸气进行扩孔，冷却后经
酸洗、水洗和干燥，得到扩孔活性炭粉末，将扩孔活性炭粉末置于200-300℃
焙烧2-3h，冷却，得到改性活性炭粉末；
[0008] 步骤三，将秸秆粉末、改性天青石粉末和
有机溶剂加入
搅拌机中，搅拌机以150-300rpm的转速搅拌10-25min，得到第一混合溶液；
[0009] 步骤四，将改性活性炭粉末、活化剂和活化助剂加入装有第一混合溶液的搅拌机中，搅拌机以300-450rpm的转速搅拌30-60min得到第二混合溶液，第二混合溶液在200-300℃下干燥脱水1-3h，在惰性气体和真空条件下升温至活化温度600-800℃，活化1-3h，得到活化料；
[0010] 步骤五，将步骤四得到的活化料在惰性气体保护下冷却至100℃以下，再用去离子水洗涤活化料2-5次，用强酸洗涤活化料1-3次，再用去离子水洗涤活化料至中性，然后在100-120℃下干燥，即可得到成品。
[0011] 作为本发明进一步的方案：水蒸气的流量为0.3-0.5L/min，水蒸气的通入时间为45-60min。
[0012] 作为本发明进一步的方案：改性天青石粉末是将天青石在500-550℃的
煅烧炉中煅烧2-4小时，冷却，粉碎成50-100目的颗粒后放入8-15％
盐酸溶液中浸泡2-3小时，过滤出天青石粉末，清水洗净，烘干，粉碎成200-300目粉末即可得到。
[0013] 作为本发明进一步的方案：活性炭粉末为300-500目，活化剂采用氢氧化钠、氢氧化
钾等强
碱中的一种，活化助剂采用不溶的酸式盐。
[0014] 与
现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用溶胀和扩孔的方式增强活性炭表面的官能团，并对活性炭孔隙结构进行调控，进而提高其吸附性能，制得的改性活性炭再生性能好，再生后可多次重复利用；本发明制备工艺简单，容易控制，可以满足工业化的2
生产需要，生产出的活性炭的比表面积均大于2500m/g，吸附有害气体效果好。
具体实施方式
[0015] 下面结合具体实施方式对本
专利的技术方案作进一步详细地说明。
[0017] 吸附有害气体的环保治理用煤基活性炭制备方法，具体步骤如下：
[0018] 步骤一，按照以下重量份的原料制备活性炭：
无烟煤粉末10份、焦油3份、果壳2份、活化剂13份、活化助剂0.1份、有机溶剂21份、秸秆粉末1份和改性天青石粉末2份；
[0019] 步骤二，将无烟煤粉末、焦油和果壳在炭化炉中以650℃处理1h并且进行粉碎处理,得到活性炭粉末，将活性炭粉末放在去离子水中洗至中性并且进行干燥，将干燥后的活性炭粉末放入氯磺酸中，加热至80℃溶胀1h，冷却，过滤，将过滤物用去离子水洗至pH呈中性，真空干燥，得到溶胀活性炭粉末，将溶胀活性炭粉末加热至850℃后，通入水蒸气进行扩孔，冷却后经酸洗、水洗和干燥，得到扩孔活性炭粉末，将扩孔活性炭粉末置于200℃焙烧2h，冷却，得到改性活性炭粉末；
[0020] 步骤三，将秸秆粉末、改性天青石粉末和有机溶剂加入搅拌机中，搅拌机以150rpm的转速搅拌10min，得到第一混合溶液；
[0021] 步骤四，将改性活性炭粉末、活化剂和活化助剂加入装有第一混合溶液的搅拌机中，搅拌机以300rpm的转速搅拌30min得到第二混合溶液，第二混合溶液在200℃下干燥脱水1h，在惰性气体和真空条件下升温至活化温度600℃，活化1h，得到活化料；
[0022] 步骤五，将步骤四得到的活化料在惰性气体保护下冷却至80℃，再用去离子水洗涤活化料2次，用强酸洗涤活化料1次，再用去离子水洗涤活化料至中性，然后在100℃下干燥，即可得到成品。
[0023] 经过试验测试，制得的成品的比表面积为3450m2/g。
[0024] 实施例2
[0025] 吸附有害气体的环保治理用煤基活性炭制备方法，具体步骤如下：
[0026] 步骤一，按照以下重量份的原料制备活性炭：无烟煤粉末12份、焦油4份、果壳1份、活化剂15份、活化助剂0.3份、有机溶剂24份、秸秆粉末2份和改性天青石粉末3份，；
[0027] 步骤二，将无烟煤粉末、焦油和果壳在炭化炉中以680℃处理1.5h并且进行粉碎处理,得到活性炭粉末，将活性炭粉末放在去离子水中洗至中性并且进行干燥，将干燥后的活性炭粉末放入氯磺酸中，加热至86℃溶胀1.5h，冷却，过滤，将过滤物用去离子水洗至pH呈中性，真空干燥，得到溶胀活性炭粉末，将溶胀活性炭粉末加热至865℃后，通入水蒸气进行扩孔，水蒸气的流量为0.3L/min，水蒸气的通入时间为45min，冷却后经酸洗、水洗和干燥，得到扩孔活性炭粉末，将扩孔活性炭粉末置于230℃焙烧2.5h，冷却，得到改性活性炭粉末；
[0028] 步骤三，将秸秆粉末、改性天青石粉末和有机溶剂加入搅拌机中，搅拌机以210rpm的转速搅拌15min，得到第一混合溶液；
[0029] 步骤四，将改性活性炭粉末、活化剂和活化助剂加入装有第一混合溶液的搅拌机中，搅拌机以350rpm的转速搅拌42min得到第二混合溶液，第二混合溶液在245℃下干燥脱水1.5h，在惰性气体和真空条件下升温至活化温度640℃，活化1.5h，得到活化料；
[0030] 步骤五，将步骤四得到的活化料在惰性气体保护下冷却至70℃，再用去离子水洗涤活化料3次，用强酸洗涤活化料3次，再用去离子水洗涤活化料至中性，然后在105℃下干燥，即可得到成品。
[0031] 经过试验测试，制得的成品的比表面积为2860m2/g。
[0032] 实施例3
[0033] 吸附有害气体的环保治理用煤基活性炭制备方法，具体步骤如下：
[0034] 步骤一，按照以下重量份的原料制备活性炭：无烟煤粉末13份、焦油3份、果壳1份、活化剂22份、活化助剂0.4份、有机溶剂28份、秸秆粉末2份和改性天青石粉末4份，改性天青石粉末是将天青石在500℃的煅烧炉中煅烧2小时，冷却，粉碎成60目的颗粒后放入10％盐
酸溶液中浸泡3小时，过滤出天青石粉末，清水洗净，烘干，粉碎成240目粉末即可得到；
[0035] 步骤二，将无烟煤粉末、焦油和果壳在炭化炉中以720℃处理2h并且进行粉碎处理,得到活性炭粉末，将活性炭粉末放在去离子水中洗至中性并且进行干燥，将干燥后的活性炭粉末放入氯磺酸中，加热至90℃溶胀2h，冷却，过滤，将过滤物用去离子水洗至pH呈中性，真空干燥，得到溶胀活性炭粉末，将溶胀活性炭粉末加热至885℃后，通入水蒸气进行扩孔，冷却后经酸洗、水洗和干燥，得到扩孔活性炭粉末，将扩孔活性炭粉末置于275℃焙烧3h，冷却，得到改性活性炭粉末；
[0036] 步骤三，将秸秆粉末、改性天青石粉末和有机溶剂加入搅拌机中，搅拌机以260rpm的转速搅拌22min，得到第一混合溶液；
[0037] 步骤四，将改性活性炭粉末、活化剂和活化助剂加入装有第一混合溶液的搅拌机中，搅拌机以400rpm的转速搅拌50min得到第二混合溶液，第二混合溶液在280℃下干燥脱水3h，在惰性气体和真空条件下升温至活化温度750℃，活化2.5h，得到活化料；
[0038] 步骤五，将步骤四得到的活化料在惰性气体保护下冷却至90℃，再用去离子水洗涤活化料4次，用强酸洗涤活化料3次，再用去离子水洗涤活化料至中性，然后在100℃下干燥，即可得到成品。
[0039] 经过试验测试，制得的成品的比表面积为3086m2/g。
[0040] 实施例4
[0041] 吸附有害气体的环保治理用煤基活性炭制备方法，具体步骤如下：
[0042] 步骤一，按照以下重量份的原料制备活性炭：无烟煤粉末15份、焦油3份、果壳2份、活化剂22份、活化助剂0.5份、有机溶剂32份、秸秆粉末3份和改性天青石粉末5份，改性天青石粉末是将天青石在550℃的煅烧炉中煅烧4小时，冷却，粉碎成100目的颗粒后放入15％盐酸溶液中浸泡3小时，过滤出天青石粉末，清水洗净，烘干，粉碎成300目粉末即可得到，活性炭粉末为500目，活化剂采用氢氧化钠，活化助剂采用不溶的酸式盐；
[0043] 步骤二，将无烟煤粉末、焦油和果壳在炭化炉中以750℃处理3h并且进行粉碎处理,得到活性炭粉末，将活性炭粉末放在去离子水中洗至中性并且进行干燥，将干燥后的活性炭粉末放入氯磺酸中，加热至100℃溶胀3h，冷却，过滤，将过滤物用去离子水洗至pH呈中性，真空干燥，得到溶胀活性炭粉末，将溶胀活性炭粉末加热至900℃后，通入水蒸气进行扩孔，水蒸气的流量为0.5L/min，水蒸气的通入时间为60min，冷却后经酸洗、水洗和干燥，得到扩孔活性炭粉末，将扩孔活性炭粉末置于300℃焙烧3h，冷却，得到改性活性炭粉末；
[0044] 步骤三，将秸秆粉末、改性天青石粉末和有机溶剂加入搅拌机中，搅拌机以300rpm的转速搅拌25min，得到第一混合溶液；
[0045] 步骤四，将改性活性炭粉末、氢氧化钠和不溶的酸式盐加入装有第一混合溶液的搅拌机中，搅拌机以450rpm的转速搅拌60min得到第二混合溶液，第二混合溶液在300℃下干燥脱水3h，在氮气和真空条件下升温至活化温度800℃，活化3h，得到活化料；
[0046] 步骤五，将步骤四得到的活化料在惰性气体保护下冷却至70℃，再用去离子水洗涤活化料5次，用强酸洗涤活化料3次，再用去离子水洗涤活化料至中性，然后在120℃下干燥，即可得到成品。
[0047] 经过试验测试，制得的成品的比表面积为3625m2/g。
[0048] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附
权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0049] 此外，应当理解，虽然本
说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
