活性焦吸附剂、其制备方法及应用与流程

本发明涉及煤炭材料领域，具体而言，涉及一种活性焦吸附剂、其制备方法及应用。

背景技术：

1、煤炭燃烧生成大量的so2和nox是形成酸雨和酸雾的主要原因，对生态环境和人体健康造成了极大危害。而活性焦干法烟气脱硫脱硝技术则能够利用活性炭的吸附和催化性能，来有效脱除煤炭燃烧烟气中的硫氧化物和氮氧化物。

2、活性焦干法烟气脱硫脱硝技术中，活性焦是专用于烟气脱硫、脱硝的多孔质炭素材料。其制法与活性炭相似，主要特点是比表面积小，耐磨和压块强度高，脱硫值高，且价格低。目前，工业普遍使用直径为5mm或9mm的圆柱状活性焦，普遍存在如下问题：产品耐磨强度大于97％，强度低，在循环使用中损耗大；产品微孔分布少，脱硫脱硝率低，吸附脱附速度慢；产品着火点低再生过程容易着火等问题，产品脱硝性能低，制约着活性炭干法烟气净化技术的应用。同时，一般市售烟气净化主要强调活性焦的脱硫值，对脱硝率以及着火点的要求则比较宽松。然而随着日益严峻的大气污染问题，对烟气中氮氧化物的脱除则同样不可忽视。

3、目前的活性焦产品主要存在的问题如下：(1)耐磨强度较低。(2)脱硝率普遍较低，在45％以下。(3)着火点降低，一般都是在400℃左右。(4)脱硝率与着火点相互矛盾，是因为了提高产品脱硝率，对产品进行碱性物质处理，同时会导致产品着火点下降，该条是活性焦制备过程最主要的技术瓶颈。

4、基于此，如何对活性焦吸附剂的制备方法进行优化，调节所得活性焦吸附剂的微观结构，从而使其兼顾优越的脱硝性能以及较高的着火点，同时脱硝性能持久，是本领域所需解决的重要技术问题之一。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种活性焦吸附剂、其制备方法及应用，以解决现有技术中的活性焦吸附剂难以兼顾优越的脱硝性能以及较高的着火点，同时脱硝性能不持久的问题。

2、为了实现上述目的，本发明的第一个方面提供了一种活性焦吸附剂的制备方法，包括：步骤s1，将催化剂加入原料煤，混合后得到煤膏；步骤s2，对煤膏进行炭化处理，得到炭化料；步骤s3，对炭化料进行活化处理，得到活性焦吸附剂；原料煤包括无烟煤、粘结指数gr,i为70～85的黏结性烟煤以及粘结指数gr,i为5～25的弱黏结性烟煤，且无烟煤、黏结性烟煤以及弱黏结性烟煤的重量比为(40～85)：(10～30)：(5～30)。

3、进一步地，无烟煤、黏结性烟煤以及弱黏结性烟煤的重量比为(60～70)：(20～25)：(10～15)。

4、进一步地，在将催化剂加入原料煤之前，步骤s1还包括对原料煤进行磨粉和过筛处理的步骤；优选地，过筛处理采用180～200目的筛网，且原料煤的过筛率为80％～90％。

5、进一步地，催化剂中包括强碱弱酸盐和强酸弱碱盐，且强碱弱酸盐和强酸弱碱盐的重量比为(1.0～1.2)：1；优选地，强碱弱酸盐选自碳酸钠、乙酸钠、磷酸钠和次氯酸钠中的一种或多种；和/或，强酸弱碱盐选自硫酸铜、氯化铁、氯化铵和硫酸铁中的一种或多种。

6、进一步地，步骤s1中，以原料煤的总重量为100％计算，催化剂的加入量为0.2％～2.0％。

7、进一步地，步骤s2中，炭化处理的温度为400℃～800℃，炭化处理的产率为65％～80％。

8、进一步地，步骤s3中，活化处理的温度为800℃～1000℃，活化处理的产率为＞80％。

9、本发明的第二个方面提供了一种活性焦吸附剂，该活性焦吸附剂由上述活性焦吸附剂的制备方法制备而得。

10、进一步地，活性焦吸附剂的耐磨强度为95％～99％，着火点为460℃～505℃，脱硝率为40％～55％。

11、本发明的第三个方面提供了一种上述活性焦吸附剂在活性焦干法烟气脱硫脱硝过程中作为脱硫剂以及脱硝剂的应用。

12、应用本发明的技术方案，通过优化原料煤的种类、组成以及配比，显著提高了所得活性焦吸附剂的吸附性能和稳定性。制备所得的活性焦吸附剂不仅具有良好的耐磨强度和较高的脱硝率，而且其着火点适中，适合在干法烟气脱硫脱硝技术中作为高效的脱硫剂和脱硝剂使用。

技术特征：

1.一种活性焦吸附剂的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的活性焦吸附剂的制备方法，其特征在于，所述无烟煤、所述黏结性烟煤以及所述弱黏结性烟煤的重量比为(60～70)：(20～25)：(10～15)。

3.根据权利要求1或2所述的活性焦吸附剂的制备方法，其特征在于，在将所述催化剂加入所述原料煤之前，步骤s1还包括对所述原料煤进行磨粉和过筛处理的步骤；

4.根据权利要求1至3中任一项所述的活性焦吸附剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂中包括强碱弱酸盐和强酸弱碱盐，且所述强碱弱酸盐和所述强酸弱碱盐的重量比为(1.0～1.2)：1；

5.根据权利要求1至4中任一项所述的活性焦吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤s1中，以所述原料煤的总重量为100％计算，所述催化剂的加入量为0.2％～2.0％。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的活性焦吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述炭化处理的温度为400℃～800℃，所述炭化处理的产率为65％～80％。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的活性焦吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述活化处理的温度为800℃～1000℃，所述活化处理的产率为＞80％。

8.一种活性焦吸附剂，其特征在于，所述活性焦吸附剂由权利要求1至7中任一项所述的活性焦吸附剂的制备方法制备而得。

9.根据权利要求8所述的活性焦吸附剂，其特征在于，所述活性焦吸附剂的耐磨强度为95％～99％，着火点为460℃～505℃，脱硝率为40％～55％。

10.一种权利要求8或9所述的活性焦吸附剂在活性焦干法烟气脱硫脱硝过程中作为脱硫剂以及脱硝剂的应用。

技术总结本发明提供了一种活性焦吸附剂、其制备方法及应用。其制备方法包括将催化剂加入原料煤，混合后得到煤膏；依次对煤膏进行炭化处理和活化处理，得到活性焦吸附剂；原料煤包括无烟煤、粘结指数GR,I为70～85的黏结性烟煤以及粘结指数GR,I为5～25的弱黏结性烟煤，且无烟煤、黏结性烟煤以及弱黏结性烟煤的重量比为(40～85)：(10～30)：(5～30)。本发明通过优化原料煤的种类、组成以及配比，显著提高了所得活性焦吸附剂的吸附性能和稳定性。所得的活性焦吸附剂不仅具有良好的耐磨强度和较高的脱硝率，而且其着火点适中，适合在干法烟气脱硫脱硝技术中作为高效的脱硫剂和脱硝剂使用。技术研发人员：马俊斯,杨光明,方媛,王春,张雪雯,康蕾,杨晶受保护的技术使用者：国家能源集团宁夏煤业有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2