基于预氧化制造技术

本发明专利技术涉及活性炭制备技术领域，尤其涉及一种基于预氧化

【技术实现步骤摘要】
基于预氧化
‑
Fe催化联合工艺的活性炭及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及活性炭制备
，尤其涉及一种基于预氧化
‑
Fe
催化联合工艺的活性炭及其制备方法与应用
。

技术介绍

[0002]非常规天然气种类丰富，像页岩气
、
煤层气
、
致密砂岩气等均属于非常规天然气，这些天然气分布广泛，资源量巨大，但开发利用程度低，加大非常规天然气资源开发与利用对我国经济能源发展和维持天然气工业长期稳定向前具有重要战略意义
。
[0003]由于非常规天然气自生自储，扩散运移的分布特点，其甲烷含量普遍无法达到使用标准；因此，对非常规天然气中的低浓度甲烷进行富集提浓是非常有意义的
。
[0004]在低浓度甲烷的提浓过程中，
CH4/N2混合气体是最难解决的分离问题，目前分离
CH4/N2的技术包括深冷分离技术
、
膜分离技术和变压吸附分离技术
。
对于变压吸附分离技术来讲，采用活性炭作为吸附剂是应用最广泛的的一种方法
。
然而目前市面上对
CH4/N2分离专用型的活性炭非常少，而非专用型的活性炭存在对
CH4/N2的分离能力较差等问题
。
[0005]因此，现有技术还有待于改进和发展
。

技术实现思路

[0006]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于预氧化
‑r/>Fe
催化联合工艺的活性炭及其制备方法与应用，旨在解决现有的活性炭存在对
CH4/N2的分离能力较差等问题
。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种基于预氧化
‑
Fe
催化联合工艺的活性炭的制备方法，包括步骤：
[0009]将无烟煤粉末与煤焦油
、
水进行混合，经成型处理，得到原料颗粒；
[0010]对所述原料颗粒依次进行预氧化处理和炭化处理，得到炭化料；
[0011]使用
Fe
3+
盐溶液对所述炭化料进行浸泡后，经活化处理，得到活性炭
。
[0012]所述的基于预氧化
‑
Fe
催化联合工艺的活性炭的制备方法，其中，所述无烟煤粉末的固定碳质量含量在
87
％
‑
95
％之间，挥发分质量含量在8％
‑
8.5
％之间，灰分质量含量在3％
‑
3.5
％之间，水分质量含量低于2％
。
[0013]所述的基于预氧化
‑
Fe
催化联合工艺的活性炭的制备方法，其中，所述无烟煤粉末
、
所述煤焦油与所述水的质量百分比的比例为
(65
％
‑
74
％
):(21
％
‑
32
％
):(3
％
‑
10
％
)。
[0014]所述的基于预氧化
‑
Fe
催化联合工艺的活性炭的制备方法，其中，所述预氧化处理的温度为
280
‑
320℃
，所述预氧化处理的时间为1‑
2h
，所述预氧化处理在
380
‑
420ml
·
min
‑1的空气气流下进行
。
[0015]所述的基于预氧化
‑
Fe
催化联合工艺的活性炭的制备方法，其中，所述炭化处理的温度为
580
‑
620℃
，所述炭化处理的时间为2‑
3h。
[0016]所述的基于预氧化
‑
Fe
催化联合工艺的活性炭的制备方法，其中，所述
Fe
3+
盐溶液
选自
FeCl3溶液
、Fe(NO3)3溶液
、Fe2(SO4)3溶液中的至少一种
。
[0017]所述的基于预氧化
‑
Fe
催化联合工艺的活性炭的制备方法，其中，所述
Fe
3+
盐溶液的质量分数为4‑
6wt
％
。
[0018]所述的基于预氧化
‑
Fe
催化联合工艺的活性炭的制备方法，其中，所述活化处理的温度为
880
‑
920℃
，所述活化处理的时间为
1.5
‑
2.5h
，所述活化处理在4‑
6ml
·
min
‑1水蒸气环境下进行
。
[0019]一种基于预氧化
‑
Fe
催化联合工艺的活性炭，利用所述基于预氧化
‑
Fe
催化联合工艺的活性炭的制备方法制得
。
[0020]一种所述基于预氧化
‑
Fe
催化联合工艺的活性炭在变压吸附分离
CH4和
N2中的应用
。
[0021]有益效果：本专利技术提供一种基于预氧化
‑
Fe
催化联合工艺的活性炭及其制备方法与应用，制备方法包括步骤：将无烟煤粉末与煤焦油
、
水进行混合，经成型，得到原料颗粒；对所述原料颗粒依次进行预氧化处理和炭化处理，得到炭化料；使用
Fe
3+
盐溶液对所述炭化料进行浸泡后，经活化处理，得到活性炭
。
本专利技术利用固定碳含量高
、
灰分低的无烟煤粉末作为原料制备活性炭，并利用预氧化处理和
Fe
3+
溶液联合作用，通过简单的制备工艺，实现了对活性炭孔结构的有效调控，在控制生产成本和环境污染的前提下，可以有效控制活性炭中生成分离
CH4/N2的最佳孔结构分布，进而得到性能优异的活性炭材料
。
附图说明
[0022]图1为本专利技术一种基于预氧化
‑
Fe
催化联合工艺的活性炭的制备方法工艺流程图；
[0023]图2为实施例1制得的活性炭的
N2吸
‑
脱附等温线数据图；
[0024]图3为实施例1制得的活性炭的
CO2吸
‑
脱附等温线数据图；
[0025]图4为实施例1制得的活性炭的孔径分布图；
[0026]图5为实施例1制得的活性炭对
CH4和
N2的单组分吸附等温线数据图
。
具体实施方式
[0027]本专利技术提供一种基于预氧化
‑
Fe
催化联合工艺的活性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于预氧化
‑
Fe
催化联合工艺的活性炭的制备方法，其特征在于，包括步骤：将无烟煤粉末与煤焦油
、
水进行混合，经成型处理，得到原料颗粒；对所述原料颗粒依次进行预氧化处理和炭化处理，得到炭化料；使用
Fe
3+
盐溶液对所述炭化料进行浸泡后，经活化处理，得到活性炭
。2.
根据权利要求1所述的基于预氧化
‑
Fe
催化联合工艺的活性炭的制备方法，其特征在于，所述无烟煤粉末的固定碳质量含量在
87
％
‑
95
％之间，挥发分质量含量在8％
‑
8.5
％之间，灰分质量含量在3％
‑
3.5
％之间，水分质量含量低于2％
。3.
根据权利要求1所述的基于预氧化
‑
Fe
催化联合工艺的活性炭的制备方法，其特征在于，所述无烟煤粉末
、
所述煤焦油与所述水的质量百分比的比例为
(65
％
‑
74
％
):(21
％
‑
32
％
):(3
％
‑
10
％
)。4.
根据权利要求1所述的基于预氧化
‑
Fe
催化联合工艺的活性炭的制备方法，其特征在于，所述预氧化处理的温度为
280
‑
320℃
，所述预氧化处理的时间为1‑
2h
，所述预氧化处理在
380
‑
420ml
·
min
‑1的空气气流下进行

【专利技术属性】
技术研发人员：徐然，宋真龙，肖泽钧，鲜学福，王文松，邓博知，黄杰，马朝阳，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：