專利名稱：一種消除活性炭制備過程中產(chǎn)生的鉀、鈉蒸氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種消除鉀、鈉蒸氣的方法，具體說(shuō)是消除活性炭 制備過程中產(chǎn)生的鈉、鉀蒸氣的方法。
背景技術(shù)：
目前，制備高比表面積活性炭一般需要使用化學(xué)活化的方法，諸
如采用K0H或NaOH在高溫下與含炭前軀體如石油焦、煤進(jìn)行反應(yīng)， 在反應(yīng)過程中不可避免要產(chǎn)生金屬鉀或鈉的蒸氣，并以蒸氣的形式逸 出反應(yīng)體系。隨之逸出的還有煤焦油、H2、甲烷、C0、 C02等一些有 害易燃的組分，因此若要回收這些組分并予以分離比較困難，但又不 能將之排放到大氣中，因此必須予以處理。
目前，中國(guó)發(fā)明專利"一種緩和金屬鉀危害的方法"(申請(qǐng)?zhí)?200710022323.0)是將水蒸氣和醇類蒸氣添加到反應(yīng)爐內(nèi)，以使反應(yīng) 過程中產(chǎn)生的金屬鉀蒸氣與上述氣體接觸后反應(yīng)生成固體的KOH或 醇鉀，該KOH或醇鉀可返回到反應(yīng)體系中，從而將氣態(tài)的金屬鉀轉(zhuǎn)變 為固態(tài)的產(chǎn)物。此外，該專利也強(qiáng)調(diào)了水蒸氣的用量要盡可能少一些， 以保證既能消除掉金屬鉀同時(shí)又能保證與含炭前驅(qū)體的反應(yīng)降至最 低。但是畢竟水蒸氣在反應(yīng)器內(nèi)要與含炭前軀體反應(yīng)，使得該反應(yīng)不 再是純粹的化學(xué)活化，導(dǎo)致最終活性炭的比表面積下降，而且水蒸氣 的數(shù)量一般不易控制，因此該發(fā)明在實(shí)際操作過程中實(shí)施比較困難， 不易獲得高性能的超級(jí)活性炭。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種既容易控制同時(shí)又不影響最終產(chǎn)品 性能的消除活性炭制備過程中產(chǎn)生的鉀、鈉蒸氣的方法。 本發(fā)明的實(shí)施原理如下
由于金屬鉀和鈉是極其活潑的，在遇到水、水蒸氣、空氣時(shí)將進(jìn) 行劇烈的反應(yīng)，從而引起爆炸、燃燒等嚴(yán)重后果。但是若為鉀或鈉的蒸氣，由于其是由極其微小的液滴所構(gòu)成，則其與水一類的物質(zhì)反應(yīng) 時(shí)弓i起爆炸燃燒的可能性極小，因此可利用此原理進(jìn)行鉀或鈉蒸氣的 脫除。
為此，本發(fā)明將反應(yīng)過程中產(chǎn)生的含有金屬鉀或鈉蒸氣的諸多有 害氣體的混合物一起通入盛有大量液態(tài)水的水箱中，通過鼓泡吸收的
方法將反應(yīng)尾氣中的金屬鉀或鈉的蒸氣轉(zhuǎn)變?yōu)镵0H或Na0H的水溶液， 從而消除了金屬鉀或鈉排入大氣時(shí)產(chǎn)生的危害。 具體的實(shí)施過程如下
將重量比為1: 1-10的含炭前驅(qū)體與K0H或NaOH混合均勻，以 每公斤含炭前軀體需要100-1000升/小時(shí)的惰性氣氛存在下，從室溫 升到800-100(TC進(jìn)行活化，活化O. 5-2小時(shí)，在此活化過程中，將 反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣通入盛有液態(tài)水的水箱中， 一直到反應(yīng)結(jié)束后溫度降
到2ocrc時(shí)停止通入惰性氣氛；其中液態(tài)水與含炭前軀體的配比為
1500-3000升1公斤。
如上所述的含炭前驅(qū)體為石油焦、針狀焦、煤、各種植物殼體或 樹脂的碳化物。
如上所述的惰性氣氛為氮?dú)饣驓鍤狻?br> 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
1反應(yīng)產(chǎn)生的金屬鉀或鈉蒸氣通入水中時(shí)，.可被快速反應(yīng)生成
K0H或NaOH的水溶液，尾氣中沒有金屬鉀或鈉蒸氣的污染；
2由于將反應(yīng)尾氣通入水溶液中，還可同時(shí)將尾氣中的煤焦油等
有害物質(zhì)冷凝下來(lái)，從而減少尾氣對(duì)環(huán)境的污染程度；
3本發(fā)明由于采用的是液態(tài)的水，不需要?dú)鈶B(tài)水或醇蒸氣，因此
成本更低；
4由于是將反應(yīng)尾氣直接通入水溶液中，因此無(wú)需進(jìn)行如何控 制，大大簡(jiǎn)化了操作步驟。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
將重量比為1: 1的石油焦與K0H (總重1公斤)混合均勻，在
4100升/小時(shí)N2氣氛中從室溫升到IOO(TC 。將反應(yīng)過程中產(chǎn)生的尾氣 一直通入盛放500升水的水箱中，直到反應(yīng)溫度下降到20(TC之后， 停止通入N2。待爐內(nèi)溫度降到近室溫時(shí)，取出反應(yīng)產(chǎn)物，進(jìn)行水洗 干燥即得超級(jí)活性炭。該反應(yīng)過程中無(wú)如何金屬鉀的逸出。 實(shí)施例2
將重量比為1: 10的無(wú)煙煤與KOH (總重10公斤)混合均勻， 在10000升/小時(shí)Ar氣氛中從室溫升到80CTC。將反應(yīng)過程中產(chǎn)生的 尾氣一直通入盛放30000升水的水箱中，直到反應(yīng)溫度下降到20CTC 之后，停止通入N2。待爐內(nèi)溫度降到近室溫時(shí)，取出反應(yīng)產(chǎn)物，進(jìn) 行水洗干燥即得超級(jí)活性炭。該反應(yīng)過程中無(wú)如何金屬鉀的逸出。 實(shí)施例3
將重量比為1: 6的椰殼碳化物與KOH (總重10公斤)混合均勻， 在600升/小時(shí)N2氣氛中從室溫升到900°C 。將反應(yīng)過程中產(chǎn)生的尾 氣一直通入盛放5000升水的水箱中，直到反應(yīng)溫度下降到20(TC之 后，停止通入N2。待爐內(nèi)溫度降到近室溫時(shí)，取出反應(yīng)產(chǎn)物，進(jìn)行 水洗干燥即得超級(jí)活性炭。該反應(yīng)過程中無(wú)如何金屬鉀的逸出。 實(shí)施例4
將重量比為1: 1的無(wú)煙煤與NaOH (總重1公斤)混合均勻，在 200升/小時(shí)N2氣氛中從室溫升到IOO(TC。將反應(yīng)過程中產(chǎn)生的尾氣 一直通入盛放500升水的水箱中，直到反應(yīng)溫度下降到20(TC之后， 停止通入N2。待爐內(nèi)溫度降到近室溫時(shí)，取出反應(yīng)產(chǎn)物，進(jìn)行水洗 干燥即得超級(jí)活性炭。該反應(yīng)過程中無(wú)如何金屬鈉的逸出。 實(shí)施例5
將重量比為1: 5的針狀焦與NaOH (總重100公斤)混合均勻， 在20m3/小時(shí)N2氣氛中從室溫升到950°C 。將反應(yīng)過程中產(chǎn)生的尾氣 一直通入盛放50m3水的水箱中，直到反應(yīng)溫度下降到20(TC之后， 停止通入N2。待爐內(nèi)溫度降到近室溫時(shí)，取出反應(yīng)產(chǎn)物，進(jìn)行水洗 干燥即得超級(jí)活性炭。該反應(yīng)過程中無(wú)如何金屬鈉的逸出。 實(shí)施例6將重量比為l: 10的石油焦與Na0H (總重O. 5公斤)混合均勻， 在100升/小時(shí)N2氣氛中從室溫升到85(TC。將反應(yīng)過程中產(chǎn)生的尾 氣一直通入盛放1000升水的水箱中，直到反應(yīng)溫度下降到20(TC之 后，停止通入N2。待爐內(nèi)溫度降到近室溫時(shí)，取出反應(yīng)產(chǎn)物，進(jìn)行 水洗干燥即得超級(jí)活性炭。該反應(yīng)過程中無(wú)如何金屬鈉的逸出。 實(shí)施例7
將重量比為1: 4的酚醛樹脂與NaOH (總重2公斤)混合均勻， 在200升/小時(shí)N2氣氛中從室溫升到850°C 。將反應(yīng)過程中產(chǎn)生的尾 氣一直通入盛放1000升水的水箱中，直到反應(yīng)溫度下降到20(TC之 后，停止通入N2。待爐內(nèi)溫度降到近室溫時(shí)，取出反應(yīng)產(chǎn)物，進(jìn)行 水洗干燥即得超級(jí)活性炭。該反應(yīng)過程中無(wú)如何金屬鈉的逸出。
權(quán)利要求
1、一種消除活性炭制備過程中產(chǎn)生的鉀、鈉蒸氣的方法，其特征在于包括如下步驟將重量比為11-10的含炭前驅(qū)體與KOH或NaOH混合均勻，以每公斤含炭前軀體需要100-1000升/小時(shí)的惰性氣氛存在下，從室溫升到800-1000℃進(jìn)行活化，活化0.5-2小時(shí)，在此活化過程中，將反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣通入盛有液態(tài)水的水箱中，一直到反應(yīng)結(jié)束后溫度降到200℃時(shí)停止通入惰性氣氛；其中液態(tài)水與含炭前軀體的配比為1500-3000升1公斤。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種消除活性炭制備過程中產(chǎn)生的鉀、鈉蒸 氣的方法，其特征在于所述的含炭前驅(qū)體為石油焦、針狀焦、煤、各 種植物殼體或樹脂的碳化物。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種消除活性炭制備過程中產(chǎn)生的鉀、鈉蒸 氣的方法，其特征在于所述的惰性氣氛為氮?dú)饣驓鍤狻?br> 全文摘要
一種消除活性炭制備過程中產(chǎn)生的鉀、鈉蒸氣的方法是將重量比為1∶1-10的含炭前驅(qū)體與KOH或NaOH混合均勻，以每公斤含炭前軀體需要100-1000升/小時(shí)的惰性氣氛存在下，從室溫升到800-1000℃進(jìn)行活化，活化0.5-2小時(shí)，在此活化過程中，將反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣通入盛有液態(tài)水的水箱中，一直到反應(yīng)結(jié)束后溫度降到200℃時(shí)停止通入惰性氣氛；其中液態(tài)水與含炭前軀體的配比為1500-3000升∶1公斤。本發(fā)明具有成本更低，操作更易的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01D53/78GK101496988SQ20091007368
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2009年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月19日
發(fā)明者李開喜 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所