[發明專利]一種催化劑載體活性炭的活化工藝

在審

• 申請號: 202310525878.6
• 申請日: 2023-05-11
• 公開（公告）號: CN116573640A
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 官忠明;陳建州;林嬋娟;何東方;陳碩宇
• 申請（專利權）人: 福建省鑫森炭業股份有限公司
• 主分類號: C01B32/324
• 分類號: C01B32/324;C01B32/336;C01B32/378
• 代理公司: 福州市鼓樓區年盛知識產權代理事務所(普通合伙) 35254
• 代理人: 蔡鵬璋

1.一種催化劑載體活性炭的活化工藝，其特征在于，包括以下步驟：

S1.原料粉碎

將活性炭前驅體進行清洗干凈，以去除原料表面的雜質，再將清洗后的活性炭前驅體在高溫下干燥，然后將活性炭前驅體通過粉碎機進行粉碎，再過篩200目的篩網，得到活性炭前驅體粉末；

S2.原料前處理

稱取一定量的上述活性炭前驅體粉末和非腐蝕性催化劑于研缽中，按照10:1～1:1gmL^-1的比例將活性炭前驅體粉末與蒸餾水和乙醇分散介質混合，研磨至混合均勻，隨后進行烘干；

S3.原料炭化

利用增速為8-10℃/min的溫度條件對上述原料進行加熱，加熱到溫度為600℃，加熱時長為1h，以對原料進行炭化，得到活性炭；

S4.活性炭活化

得到活性炭后，繼續加熱到溫度為800-900℃，并向活性炭所在的環境通入含氧氣體，持續4h，完成活性炭活化過程，得到初步活性炭載體；

S5.活性炭表面清理

將初步活性炭載體冷卻以后，使用0.1mol?L-1的稀鹽酸洗滌以除去催化劑，隨后用去離子水洗滌至中性并烘干，即可得到大比表面積的催化劑載體活性炭。

2.根據權利要求1所述的一種催化劑載體活性炭的活化工藝，其特征在于，所述活性炭前驅體為煤炭、木炭、石油焦或生物質中的一種。

3.根據權利要求1所述的一種催化劑載體活性炭的活化工藝，其特征在于，所述步驟S2中炭前驅體粉末與非腐蝕性催化劑的質量配比范圍為1:0.01～1:0.5。

4.根據權利要求1所述的一種催化劑載體活性炭的活化工藝，其特征在于，所述步驟S3中在原料炭化前，使原料保持在280℃的密閉環境中進行預炭化，以去除原料表面的不穩定成分，并且保持原料在密閉的環境中進行加熱，同時在加熱過程中不斷對原料進行攪拌，以提高原料與含氧氣體的接觸面積，提高炭化的效果。

5.根據權利要求1所述的一種催化劑載體活性炭的活化工藝，其特征在于，所述步驟S4中通入的含氧氣體為水蒸氣、二氧化碳、氧氣中的一種或多種的混合物。

6.根據權利要求1所述的一種催化劑載體活性炭的活化工藝，其特征在于，所述步驟S4中的活性炭活化過程是將炭化材料在高溫下用水蒸氣、二氧化碳或空氣等氧化性氣體與炭材料發生反應，使炭材料中的無序炭部分氧化刻蝕成孔，在材料內部形成發達的微孔結構，活化過程的主要化學反應式如下：

C+2H₂O—2H₂+CO₂△H＝18kcal

C+H₂O—H₂+CO△H＝31kcal

CO₂+C—2CO△H＝41kcal

上述三個化學反應均是吸熱反應，即隨著活化反應的進行，活化爐的活化反應區域溫度將逐步下降，如果活化區域的溫度低于800℃，上述活化反應就不能正常進行，所以在活化爐的活化反應區域需要同時通入部分空氣與活化產生的煤氣燃燒補充熱量，或通過補充外加熱源，以保證活化爐活化反應區域的活化溫度。