一種吸附磷化氫的活性炭及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種吸附磷化氫的活性炭及其制備方法，涉及一種活性炭領(lǐng)域。本發(fā)明解決目前黃磷尾氣中的磷化氫凈化難度高及能源浪費(fèi)等問題。該吸附磷化氫的活性炭及其制備方法是將蒙脫土、高嶺土、焦煤及鋸末混合后經(jīng)破碎和磨粉后得混合料，將所述混合料與改性劑及水按比例拌勻并進(jìn)行擠壓成型得成型料；所述改性劑為甲硝胺、碘化鉀及碳酸氫鈉的混合液；將所述的成型料置入炭化爐中炭化后得炭化料；將所述的炭料置入活化爐中活化后得活性炭。使用本發(fā)明成本低廉、制作方便且常溫下物理吸附磷化氫容量大。
【專利說明】一種吸附磷化氫的活性炭及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種活性炭領(lǐng)域，特別是涉及一種吸附磷化氫的活性炭及其制備方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 黃磷是一種重要的化工產(chǎn)品，而我國又是世界上重要的產(chǎn)磷國和出口國。我國黃 磷年產(chǎn)量達(dá)80萬噸，同時(shí)約產(chǎn)生4. 8億立方的黃磷尾氣，黃磷尾氣直接排放到大氣中不僅 會(huì)造成資源浪費(fèi)，而且污染環(huán)境，甚至危害身體健康，以致黃磷尾氣凈化回收利用被立為我 國"十一五"化工環(huán)保攻關(guān)的重要課題。若將黃磷尾氣中有價(jià)值的成份加以綜合利用可以 生產(chǎn)多種化工產(chǎn)品，但是由于黃磷尾氣中混合的其它物質(zhì)成份較多，所以對黃磷尾氣凈化 分離難度大，從而阻礙了黃磷尾氣的有效利用，特別是磷化氫的存在嚴(yán)重制約了黃磷尾氣 的資源化利用，因此黃磷尾氣中磷化氫的吸附凈化成為黃磷尾氣資源化利用的關(guān)鍵技術(shù)。
[0003] 目前，國內(nèi)處理黃磷尾氣中磷化氫的方法分為干法和濕法兩類：干法為直接燃燒； 濕法按脫磷劑的不同，又分為氧化還原吸收法和液相催化氧化法。
[0004] 燃燒法屬于傳統(tǒng)的處理方法，目前國內(nèi)大多數(shù)黃磷生產(chǎn)廠家均采用燃燒法處理黃 磷尾氣中的磷化氫，燃燒法工藝簡單且實(shí)施容易，但燃燒法僅適用于黃磷尾氣中高濃度磷 化氫的處理，在處理過程中仍然會(huì)有部分磷化氫和磷酸霧排入大氣中造成二次污染，而且 燃燒法不能回收黃磷尾氣中的一氧化碳，能源浪費(fèi)巨大。
[0005] 濕法中的氧化還原吸收法是利用磷化氫的還原性與含氧化劑的溶液反應(yīng)來實(shí)現(xiàn) 磷化氫的凈化，此法中需要消耗氧化劑，脫磷效率與氧化劑濃度有關(guān)，而且在反應(yīng)中氧化劑 用量大，因而存在運(yùn)行成本高、脫磷效果不穩(wěn)定以及裝置不易操作等缺點(diǎn)。濕法中的液相催 化氧化法是利用磷化氫的強(qiáng)還原性與活性炭上的活性組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成磷氧化物后 再利用磷氧化物在活性炭上的被吸附能力遠(yuǎn)大于磷化氫這一特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)黃磷尾氣中磷化氫 的凈化，因此濕法中液相催化氧化法所使用的活性炭是利用活性炭上的活性組分進(jìn)行化學(xué) 反應(yīng)的原理來凈化磷化氫，然而附加有活性組分的活性炭價(jià)格高且使用周期短，這無疑是 增加了企業(yè)凈化黃磷尾氣中磷化氫的成本，給企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，所以開發(fā)具有物 理吸附磷化氫氣體功能的活性炭來降低企業(yè)凈化成本而成為各企業(yè)凈化黃磷尾氣中磷化 氫氣體急需解決的重要技術(shù)難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種成本低廉、制作方便且常 溫下物理吸附磷化氫容量大的活性炭及其制備方法。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種吸附磷化氫的活性炭的制備方法，包括如下步 驟：
[0008] (1)將蒙脫土、高嶺土、焦煤及鋸末混合后經(jīng)破碎和磨粉后得混合料，將所述混合 料與改性劑及水按比例拌勻并進(jìn)行擠壓成型得成型料；所述蒙脫土、高嶺土、焦煤及鋸末的 重量份比為20?25 : 15?20 : 50?60 : 1?10,所述混合料、改性劑及水的重量份比 為80?85 : 3?50 : 10?15;所述改性劑為甲硝胺、碘化鉀及碳酸氫鈉的混合液；
[0009] (2)將所述的成型料置入炭化爐中炭化得炭化料；
[0010] (3)將所述的炭料置入活化爐中活化后得活性炭。
[0011] 上述制備方法中，所述甲硝胺、碘化鉀及碳酸氫鈉混合液的改性劑中的甲硝胺、碘 化鉀、碳酸氫鈉及水的重量份比為1?3 : 0.5?1.5 : 0.5?1.5 : 98?100。
[0012] 上述制備方法中，所述炭化的溫度為850°C?980°C，所述炭化的時(shí)間為0. 5小 時(shí)?1. 2小時(shí)。
[0013] 上述制備方法中，所述活化的溫度為800°C?900°C，所述活化的時(shí)間為1小時(shí)? 2小時(shí)。
[0014] 本發(fā)明還提供了由上述方法制備的活性炭。
[0015] 本發(fā)明的活性炭制備及使用結(jié)果表明，有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0016] 1、制作吸附磷化氫氣體的活性炭的原料來源廣泛，制備工藝簡便易行，生產(chǎn)成本 低廉；
[0017] 2、由于本發(fā)明采用上述原料及制備方法進(jìn)行配制，因此本發(fā)明的活性炭不但具有 物理吸附磷化氫的功能，而且本發(fā)明的活性炭對磷化氫吸附容量為一般濕法中液相催化氧 化法使用的活性炭所凈化的磷化氫工作容量的2倍，成為磷化氫氣體吸附專用的活性炭， 為活性炭系列產(chǎn)品添加了新的產(chǎn)品。
[0018] 3、本發(fā)明的活性炭對磷化氫進(jìn)行物理吸附解析后更有利于采用化學(xué)方法進(jìn)行回 收或合成其它化工原料，從而實(shí)現(xiàn)廢物利用，符合國家環(huán)保要求。
[0019] 4、本發(fā)明活性炭便于實(shí)現(xiàn)變溫吸附并回收磷化氫。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0021] 下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0022] 本發(fā)明下述實(shí)施例中的磷化氫工作容量為單位體積的活性炭材料對磷化氫的飽 和吸附量與規(guī)定條件下經(jīng)干燥空氣吹掃后仍保留的磷化氫量之差值。
[0023] 采用美國ASTMD5228-92標(biāo)準(zhǔn)，磷化氫工作容量的測試方法具體如下：將已知體積 和重量的活性炭吸附磷化氫氣體至飽和，記錄飽和時(shí)的吸附量；然后在規(guī)定的條件下，用干 燥空氣吹掃炭層，損失的重量就是磷化氫工作容量，并以每l〇〇ml的活性炭損失的磷化氫 重量來表示。
[0024] 活性炭磷化氫工作容量（BWC)按下式計(jì)算：
[0025] BEC = m2-m3/m1-m0X p X 100
[0026] 式中：BWC為磷化氫工作容量，g/100ml ;
[0027] P為活性炭的裝填密度，g/ml ;
[0028] mQ為樣品管和塞子的質(zhì)量，g ;
[0029] 1?為活性炭、樣品管和塞子的質(zhì)量，g ;
[0030] m2為飽和吸附磷化氫的活性炭、樣品管和塞子的質(zhì)量，g ;
[0031] m3為經(jīng)吹掃的活性炭、樣品管和塞子的質(zhì)量，g。
【權(quán)利要求】
1. 一種吸附磷化氫的活性炭的制備方法，包括如下步驟： (1) 將蒙脫土、高嶺土、焦煤及鋸末混合后經(jīng)破碎和磨粉后得混合料，將所述混合料與 改性劑及水按比例拌勻并進(jìn)行擠壓成型得成型料；所述蒙脫土、高嶺土、焦煤及鋸末的重量 份比為20?25 : 15?20 : 50?60 : 1?10,所述混合料、改性劑及水的重量份比為 80?85 : 3?50 : 10?15;所述改性劑為甲硝胺、碘化鉀及碳酸氫鈉的混合液； (2) 將所述的成型料置入炭化爐中炭化后得炭化料； (3) 將所述的炭料置入活化爐中活化后得活性炭。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸附磷化氫的活性炭的制備方法，其特征在于，所述改性劑 中的甲硝胺、碘化鉀、碳酸氫鈉及水的重量份比為1?3 : 0. 5?1. 5 : 0. 5?1. 5 : 98? 100。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吸附磷化氫的活性炭的制備方法，其特征在于，所述炭化 的溫度為850°C?980°C，所述炭化的時(shí)間為0. 5小時(shí)?1. 2小時(shí)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的或2所述的吸附磷化氫的活性炭的制備方法，其特征在于，所 述活化的溫度為800°C?900°C，所述活化的時(shí)間為1小時(shí)?2小時(shí)。
5. 權(quán)利要求1-4中任一所述方法制備的活性炭。
【文檔編號(hào)】C01B31/08GK104098094SQ201410373020
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月26日
【發(fā)明者】陳安江, 高基 申請人:淮北市森化碳吸附劑有限責(zé)任公司