[發明專利]活性焦及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010592429.X
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111704132B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 熊敬超;宋自新;邵雁;向浩;代偉有;劉子豪;郭華軍;胡國峰;劉穎;史記熙;覃慧;勞德平;楊振;蔣慶肯;姜明明
• 申請（專利權）人: 中冶南方都市環保工程技術股份有限公司
• 主分類號: C01B32/336
• 分類號: C01B32/336;C01B32/318;C01B32/33;B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 王闖

本發明提供一種活性焦及其制備方法和應用。活性焦的制備方法，包括：將制焦原料、金屬鹽和粘結劑混合，造粒、干燥得到預燒物；將所述預燒物在不活潑氣體氣氛下加熱進行炭化，然后向體系中通入水蒸氣進行活化，最后在不活潑氣體氣氛下降溫得到所述活性焦。活性焦，使用所述的制備方法制得。活性焦的應用，用于煙氣脫硫脫硝。本申請提供的活性焦的制備方法制得的活性焦，耐磨抗壓強度高，水分、灰分和揮發分少，合成方法簡單，成本低，具有十分優異的硫脫硝性能，有良好的工業應用前景。

技術領域

本發明涉及煉鋼領域，尤其涉及一種活性焦及其制備方法和應用。

背景技術

活性焦煙氣脫硫脫硝技術是一種具備寬譜凈化功能的煙氣凈化技術，由于在污染脫除過程中基本不使用水，因而無“廢水、廢渣、廢氣”等二次污染排放，且脫硫后的副產品可變廢為寶。

在活性焦脫硫脫硝技術中，由于活性焦需要再生，因此對活性焦的機械強度、耐磨抗壓性能等均有很高的要求。據統計，活性焦消耗占活性焦煙氣脫硫脫硝工藝技術總成本的50％～70％以上，是影響該工藝技術經濟性能的關鍵因素。活性焦質量與活性焦消耗緊密關聯，目前降低活性焦煙氣脫硫脫硝技術成本的主要途徑是提高活性焦性能，降低活性焦消耗和生產成本。

現有的方法制得的活性焦，其脫硫脫硝性能、機械強度、耐磨抗壓等性能提升有限。

有鑒于此，特提出本申請。

發明內容

本發明的目的在于提供一種活性焦及其制備方法和應用，以解決上述問題。

為實現以上目的，本發明特采用以下技術方案：

一種活性焦的制備方法，包括：

將制焦原料、金屬鹽和粘結劑混合，造粒、干燥得到預燒物；

將所述預燒物在不活潑氣體氣氛下加熱進行炭化，然后向體系中通入水蒸氣進行活化，最后在不活潑氣體氣氛下降溫得到所述活性焦。

金屬鹽在制焦過程中參與反應過程，改變活性焦表面的基團，提升活性焦吸附性能尤其是脫硫脫硝性能；粘結劑有利于活性焦成型，同時在制焦過程中有利于增加活性焦內部微孔，也能夠進一步提升脫硫脫硝性能；在不活潑氣體氛圍下進行炭化，是為了置換體系中的氧氣，保證炭化熱解過程的進行、盡量避免發生氧化反應和燃燒，保證炭化的效果；水蒸氣活化是水蒸氣與碳反應生成微孔的過程；最后使用不活潑氣體的目的是為了把水蒸氣、一氧化碳和殘余的氧氣等氣體替換出來，保持活性焦的微孔結構，從而提升脫硫脫硝性能。

需要說明的是，此處所指的不活潑氣體指的是在反應溫度條件下不與體系物質發生化學反應的氣體，例如氮氣、稀有氣體等。從成本角度考慮，優選氮氣。

優選地，所述制焦原料包括無煙煤、煙煤、焦煤和瀝青；

優選地，所述無煙煤、所述煙煤、所述焦煤和所述瀝青的質量比為(3-5)：(2-4)：(2-4)：(1-3)。

通過對制焦原料的選擇，是活性焦性能保證的基礎，同時有利于降低成本，優化資源配置。

可選地，所述無煙煤、所述煙煤、所述焦煤和所述瀝青的質量比可以為3：2：2：1、3：4：2：1、3：4：4：1、4：3：3：2、5：4：4：3以及(3-5)：(2-4)：(2-4)：(1-3)之間的任一值。

優選地，所述金屬鹽包括鐵鹽、鈰鹽、釩鹽中的一種或多種；

優選地，所述金屬鹽包括硝酸鐵、硝酸鈰、硝酸釩中的一種或多種；

優選地，所述金屬鹽為硝酸鐵；

優選地，所述金屬鹽配置成濃度為0.05-0.5mol/L的金屬鹽溶液；

優選地，所述硝酸鐵溶液的濃度為0.25mol/L；