[發明專利]一種活性焦及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 200910083047.8
• 申請日: 2009-04-27
• 公開（公告）號: CN101538038A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 梁大明;孫仲超;李蘭廷;李雪飛;夏景源;董衛果;劉春蘭;國暉;王鵬;鄧一英;文芳;熊銀武;李艷芳;王嶺
• 申請（專利權）人: 煤炭科學研究總院
• 主分類號: C01B31/10
• 分類號: C01B31/10;B01J20/20;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 關 暢

技術領域

本發明涉及一種活性焦的制備方法和以此方法制備的活性焦及其在煙氣脫硫中的應用。

背景技術

煤炭是我國的主要能源，也是重要的化工原料。我國不僅煤炭資源豐富，而且品種齊全，性質各異。目前我國煤炭的開采量和消費量均居世界第一位。隨著我國經濟的高速增長，以煤為原料生產的煤基吸附材料如活性焦、活性炭等的市場需求量越來越大。由于不同煤種制得活性炭、活性焦的性能各異，但均具有獨特的孔隙結構和優良的吸附性能，因此被廣泛應用于國防、航天、醫藥衛生、環境保護及人們日常生活等各個領域，特別是近年來隨著世界經濟的飛速發展，煤基活性炭、活性焦在環境保護領域發揮著越來越重要的作用，國內外需求量越來越大，是人類改善自身生存環境不可缺少的吸附材料。

我國是二氧化硫排放大國，隨著我國經濟的高速發展和經濟總量的不斷增長，酸雨污染日益嚴重，已經成為制約我國經濟和社會發展的重要因素，因此國家對二氧化硫污染的控制力度日漸增大，并連續出臺了一系列環保法規和標準。在國家環境保護“十一五”計劃中就明確提出把削減二氧化硫排放總量作為大氣污染防治的主線，并開始嚴格實施工業污染物排放全面達標工程。

據世界衛生組織的監測報告，全球污染最嚴重的10個城市中我國占據8個，主要為大氣中SO₂和總懸浮微粒濃度超標，并且中國是僅次于歐洲和北美的第三大酸雨區，酸雨面積占國土面積的40％，每年因酸雨和SO₂污染造成的直接經濟損失高達上千億元。另外，大氣污染還嚴重破壞生態環境和嚴重危害人體健康，甚至影響人類基因并造成遺傳疾病。我國政府對SO₂和酸雨污染控制十分重視，早在上世紀就規劃提出并開始實施了控制并逐步減少SO₂排放濃度和排放總量的具體目標。為了達到“兩控區”的控制目標，逐步削減二氧化硫排放總量，控制大氣二氧化硫污染，保護大氣環境質量，是我國目前乃至未來相當長時期內環境保護的重要課題。

同時，SO₂又是寶貴的硫資源，是生產硫酸的主要原料，而硫酸是我國最重要的化工基礎原料之一，近年來為彌補硫資源不足，我國每年進口大量硫磺。因此如能在治理SO₂污染的同時回收部分硫資源，可在一定程度上緩解目前我國硫資源緊缺的局面。

我國煤基活性炭的大規模工業生產起步于20世紀80年代初期，當時年產量約4000t，至20世紀80年代末期，年產量超過2萬t，2000年達到10萬t以上，2007年我國煤基活性炭產量約25萬t，發展速度十分迅猛，已成為世界最大的煤基活性炭生產國。同時，由于得天獨厚的煤炭資源優勢和活性炭產品價格優勢，我國煤基活性炭產品在國際市場上的競爭力很強，目前國內80％左右的煤基活性炭產品出口，是世界最大的煤基活性炭出口國，并且隨著我國加入WTO后產品出口貿易障礙的逐步取消，中國活性炭產品出口量預計還將大幅度增加。因此，在我國煤基活性炭生產原料資源豐富地區，生產煤基活性炭產品前景廣闊，并可取得良好的經濟效益。

無論從生產工藝還是從應用領域來說，活性焦都可以歸結為活性炭產品的一類。作為一種專門用于煙氣脫硫的煤基吸附材料，活性焦于20世紀60年代開始作為SO₂的高效吸附劑應用于干法煙氣脫硫技術，隨著活性焦干法脫硫技術應用領域的不斷擴展和其使用量的不斷增加，使得活性焦的生產工藝不斷改進，產品性能不斷提高，煤基活性焦已經成為是活性炭的主要產品品種之一。由于目前活性焦干法脫硫反應裝置為錯流移動床形式，因此要求脫硫專用活性焦不但脫硫性能要好，強度和燃點要高，有較好的抗氧化性能，而且對其經濟性的要求也會越來越高。

根據國家節能減排政策，在今后相當長一段時間內，我國電力供應仍將以燃煤發電為主，但將逐步關閉小型發電設備，發展高效低耗的大型發電裝置，因此燃煤發電廠排放的煙氣量將越來越大；同時，根據國家污染物排放控制政策規劃，尤其是對SO₂排放的嚴格控制措施，預計今后幾年燃煤電廠的煙氣脫硫反應裝置會越來越大型化。因此，可資源化、節水效果明顯、采用模塊化設計因而適應各種煙氣負荷的活性焦干法煙氣脫硫技術將在國內得到大規模的推廣應用，尤其是在我國缺水嚴重而電力資源豐富的西部地區，這樣勢必造成脫硫用活性焦需求量的不斷增加。

隨著活性焦越來越廣泛的應用和市場需求的不斷擴大，研究開發可用于生產活性焦的新的原料煤已越來越迫切。由于原料煤的性質在很大程度上決定了活性焦、活性炭的質量，因此，如何根據不同的原料煤制備出不同規格和用途的活性焦、活性炭已成為當前研究的重點領域。

發明內容