[發(fā)明專利]用于分離甲烷/氮氣的高性能椰殼活性炭吸附劑及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201711395614.4 | 申請日： | 2017-12-21 |
| 公開（公告）號： | CN108057420B | 公開（公告）日： | 2021-04-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張進華;王鵬;李雪飛;李蘭廷;李艷芳;車永芳;郭昊乾;李小亮;王宇航 | 申請（專利權(quán)）人： | 煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司 |
| 主分類號： | B01J20/20 | 分類號： | B01J20/20;B01J20/30;C01B32/324;C01B32/336;C01B21/04;B01D53/047;C07C7/12;C07C9/04;C10L3/10 |
| 代理公司： | 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245 | 代理人： | 關(guān)暢;王春霞 |
| 地址： | 100013 北*** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 用于 分離 甲烷 氮氣 性能 活性炭 吸附劑 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種用于分離甲烷/氮氣的高性能椰殼活性炭吸附劑及其制備方法。該制備方法包括如下步驟：將椰殼進行一次炭化；將經(jīng)一次炭化后的椰殼磨粉得到炭粉；將炭粉與粘結(jié)劑和水混捏，經(jīng)擠壓成型，得到生料條；將生料條進行二次炭化得到炭化料；炭化料依次經(jīng)浸漬改性和活化處理即得。本發(fā)明提供了果殼基柱狀活性炭的制備方法，相較常規(guī)椰殼破碎炭，具有形狀規(guī)則，壓降小、強度高等優(yōu)點，由于吸附分離中氣流速度過快，有一定壓力，且需要循環(huán)往復(fù)使用，柱狀椰殼活性炭更加適用于變壓吸附工藝中使用。相較碳分子篩采用酚醛樹脂，本發(fā)明采用椰殼，在我國海南以及東南亞地區(qū)有大量原料來源，來源廣泛，價格合理，更容易保證質(zhì)量穩(wěn)定和價格合理。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種用于分離甲烷/氮氣的活性炭吸附劑及其制備方法，具體涉及一種高性能椰殼活性炭吸附劑及其制備方法，屬于能源綜合利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)
我國煤層氣資源豐富，但利用程度較低，尤其是井下抽采的低濃度煤層氣，大部分被直接排放到大氣中，煤層氣中甲烷是高熱值碳能源，排空直接造成了巨大的能源浪費，同時由于甲烷也是一種溫室效應(yīng)顯著的溫室氣體，其對臭氧層的破壞是二氧化碳的21倍，煤層氣中大量甲烷若不能回收利用，直接排空將加速全球變暖，嚴(yán)重污染環(huán)境。2011年以來，國家鼓勵煤層氣利用技術(shù)開發(fā)，要求煤礦企業(yè)提高煤層氣抽采率和利用率，目前煤礦企業(yè)煤層氣利用率較低的原因主要在于煤層氣中甲烷濃度較低，很難滿足工業(yè)應(yīng)用要求，亟需煤層氣濃縮技術(shù)來實現(xiàn)低濃煤層氣中甲烷的提濃。為了濃縮利用低濃度煤層氣，目前開發(fā)和研究的技術(shù)主要有低溫深冷分離技術(shù)、膜分離技術(shù)和變壓吸附分離技術(shù)等。變壓吸附技術(shù)(PSA)是近幾年來在工業(yè)上新崛起的氣體分離技術(shù)，因設(shè)備簡單、操作靈活方便、運行能耗低等優(yōu)點得到快速發(fā)展，且已經(jīng)成功應(yīng)用于氫氣的回收與精制、空分制氮等領(lǐng)域，被認(rèn)為是最有可能實現(xiàn)煤層氣濃縮的工業(yè)氣體分離技術(shù)。
變壓吸附技術(shù)的核心在于其中的吸附劑，吸附劑的性能決定了其能否實現(xiàn)混合氣體的分離以及分離的效果；因此要想實現(xiàn)煤層氣濃縮分離，就需要分離性能優(yōu)良的吸附劑。煤層氣的主要成分是CH4、N2和O2，為了安全起見，現(xiàn)有工藝多先除去O2后再進行提濃，由于CH4/N2物理性質(zhì)極為相似，常規(guī)吸附劑很難實現(xiàn)分離。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以使用林業(yè)廢棄物椰殼得到高價值吸附劑-活性炭及其制備方法，所述活性炭吸附劑對CH4/N2具有較高吸附容量和選擇性，能夠解決目前煤層氣、油田氣、沼氣等氣體中CH4/N2分離用吸附劑存在的問題。
椰殼是一種林業(yè)廢棄物，同時它還是一種可再生的碳源，經(jīng)常被焚燒或低價值利用，造成資源的浪費，本發(fā)明公開一種以椰殼為原料制備甲烷氮氣分離用高性能活性炭吸附劑的制備方法，附加值高，同時相較碳分子篩，在保證分離性能的同時，具有吸附容量大特點，應(yīng)用到變壓吸附工藝將可以大大降低吸附劑裝填成本。
具體地，本發(fā)明所提供的用于分離CH4/N2的活性炭的制備方法，包括如下步驟：
1)將椰殼進行一次炭化；
2)將經(jīng)所述一次炭化后的所述椰殼磨粉得到炭粉；將所述炭粉與粘結(jié)劑和水混捏，經(jīng)擠壓成型，得到生料條；
3)將所述生料條進行二次炭化得到炭化料；
4)所述炭化料依次經(jīng)浸漬改性和活化處理，即得所述用于分離CH4/N2的活性炭。
上述的制備方法中，步驟1)中，所述椰殼采用長度為5～10mm的椰殼顆粒；
所述椰殼為碳含量不小于80％的林業(yè)廢棄椰殼。
上述的制備方法中，步驟1)中，所述一次炭化在惰性氣氛中進行；
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司，未經(jīng)煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201711395614.4/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
