专利名称：一种消除活性炭制备过程中产生的钾、钠蒸气的方法
技术领域：
本发明涉及一种消除钾、钠蒸气的方法，具体说是消除活性炭 制备过程中产生的钠、钾蒸气的方法。
背景技术：
目前，制备高比表面积活性炭一般需要使用化学活化的方法，诸
如采用K0H或NaOH在高温下与含炭前躯体如石油焦、煤进行反应， 在反应过程中不可避免要产生金属钾或钠的蒸气，并以蒸气的形式逸 出反应体系。随之逸出的还有煤焦油、H2、甲烷、C0、 C02等一些有 害易燃的组分，因此若要回收这些组分并予以分离比较困难，但又不 能将之排放到大气中，因此必须予以处理。
目前，中国发明专利"一种缓和金属钾危害的方法"(申请号 200710022323.0)是将水蒸气和醇类蒸气添加到反应炉内，以使反应 过程中产生的金属钾蒸气与上述气体接触后反应生成固体的KOH或 醇钾，该KOH或醇钾可返回到反应体系中，从而将气态的金属钾转变 为固态的产物。此外，该专利也强调了水蒸气的用量要尽可能少一些， 以保证既能消除掉金属钾同时又能保证与含炭前驱体的反应降至最 低。但是毕竟水蒸气在反应器内要与含炭前躯体反应，使得该反应不 再是纯粹的化学活化，导致最终活性炭的比表面积下降，而且水蒸气 的数量一般不易控制，因此该发明在实际操作过程中实施比较困难， 不易获得高性能的超级活性炭。
发明内容
本发明的目的就是提供一种既容易控制同时又不影响最终产品 性能的消除活性炭制备过程中产生的钾、钠蒸气的方法。 本发明的实施原理如下
由于金属钾和钠是极其活泼的，在遇到水、水蒸气、空气时将进 行剧烈的反应，从而引起爆炸、燃烧等严重后果。但是若为钾或钠的蒸气，由于其是由极其微小的液滴所构成，则其与水一类的物质反应 时弓i起爆炸燃烧的可能性极小，因此可利用此原理进行钾或钠蒸气的 脱除。
为此，本发明将反应过程中产生的含有金属钾或钠蒸气的诸多有 害气体的混合物一起通入盛有大量液态水的水箱中，通过鼓泡吸收的
方法将反应尾气中的金属钾或钠的蒸气转变为K0H或Na0H的水溶液， 从而消除了金属钾或钠排入大气时产生的危害。 具体的实施过程如下
将重量比为1: 1-10的含炭前驱体与K0H或NaOH混合均匀，以 每公斤含炭前躯体需要100-1000升/小时的惰性气氛存在下，从室温 升到800-100(TC进行活化，活化O. 5-2小时，在此活化过程中，将 反应产生的尾气通入盛有液态水的水箱中， 一直到反应结束后温度降
到2ocrc时停止通入惰性气氛；其中液态水与含炭前躯体的配比为
1500-3000升1公斤。
如上所述的含炭前驱体为石油焦、针状焦、煤、各种植物壳体或 树脂的碳化物。
如上所述的惰性气氛为氮气或氩气。
本发明的优点
1反应产生的金属钾或钠蒸气通入水中时，.可被快速反应生成
K0H或NaOH的水溶液，尾气中没有金属钾或钠蒸气的污染；
2由于将反应尾气通入水溶液中，还可同时将尾气中的煤焦油等
有害物质冷凝下来，从而减少尾气对环境的污染程度；
3本发明由于采用的是液态的水，不需要气态水或醇蒸气，因此
成本更低；
4由于是将反应尾气直接通入水溶液中，因此无需进行如何控 制，大大简化了操作步骤。
具体实施方式
实施例1
将重量比为1: 1的石油焦与K0H (总重1公斤)混合均匀，在
4100升/小时N2气氛中从室温升到IOO(TC 。将反应过程中产生的尾气 一直通入盛放500升水的水箱中，直到反应温度下降到20(TC之后， 停止通入N2。待炉内温度降到近室温时，取出反应产物，进行水洗 干燥即得超级活性炭。该反应过程中无如何金属钾的逸出。 实施例2
将重量比为1: 10的无烟煤与KOH (总重10公斤)混合均匀， 在10000升/小时Ar气氛中从室温升到80CTC。将反应过程中产生的 尾气一直通入盛放30000升水的水箱中，直到反应温度下降到20CTC 之后，停止通入N2。待炉内温度降到近室温时，取出反应产物，进 行水洗干燥即得超级活性炭。该反应过程中无如何金属钾的逸出。 实施例3
将重量比为1: 6的椰壳碳化物与KOH (总重10公斤)混合均匀， 在600升/小时N2气氛中从室温升到900°C 。将反应过程中产生的尾 气一直通入盛放5000升水的水箱中，直到反应温度下降到20(TC之 后，停止通入N2。待炉内温度降到近室温时，取出反应产物，进行 水洗干燥即得超级活性炭。该反应过程中无如何金属钾的逸出。 实施例4
将重量比为1: 1的无烟煤与NaOH (总重1公斤)混合均匀，在 200升/小时N2气氛中从室温升到IOO(TC。将反应过程中产生的尾气 一直通入盛放500升水的水箱中，直到反应温度下降到20(TC之后， 停止通入N2。待炉内温度降到近室温时，取出反应产物，进行水洗 干燥即得超级活性炭。该反应过程中无如何金属钠的逸出。 实施例5
将重量比为1: 5的针状焦与NaOH (总重100公斤)混合均匀， 在20m3/小时N2气氛中从室温升到950°C 。将反应过程中产生的尾气 一直通入盛放50m3水的水箱中，直到反应温度下降到20(TC之后， 停止通入N2。待炉内温度降到近室温时，取出反应产物，进行水洗 干燥即得超级活性炭。该反应过程中无如何金属钠的逸出。 实施例6将重量比为l: 10的石油焦与Na0H (总重O. 5公斤)混合均匀， 在100升/小时N2气氛中从室温升到85(TC。将反应过程中产生的尾 气一直通入盛放1000升水的水箱中，直到反应温度下降到20(TC之 后，停止通入N2。待炉内温度降到近室温时，取出反应产物，进行 水洗干燥即得超级活性炭。该反应过程中无如何金属钠的逸出。 实施例7
将重量比为1: 4的酚醛树脂与NaOH (总重2公斤)混合均匀， 在200升/小时N2气氛中从室温升到850°C 。将反应过程中产生的尾 气一直通入盛放1000升水的水箱中，直到反应温度下降到20(TC之 后，停止通入N2。待炉内温度降到近室温时，取出反应产物，进行 水洗干燥即得超级活性炭。该反应过程中无如何金属钠的逸出。
权利要求
1、一种消除活性炭制备过程中产生的钾、钠蒸气的方法，其特征在于包括如下步骤将重量比为11-10的含炭前驱体与KOH或NaOH混合均匀，以每公斤含炭前躯体需要100-1000升/小时的惰性气氛存在下，从室温升到800-1000℃进行活化，活化0.5-2小时，在此活化过程中，将反应产生的尾气通入盛有液态水的水箱中，一直到反应结束后温度降到200℃时停止通入惰性气氛；其中液态水与含炭前躯体的配比为1500-3000升1公斤。
2、 如权利要求1所述的一种消除活性炭制备过程中产生的钾、钠蒸 气的方法，其特征在于所述的含炭前驱体为石油焦、针状焦、煤、各 种植物壳体或树脂的碳化物。
3、 如权利要求1所述的一种消除活性炭制备过程中产生的钾、钠蒸 气的方法，其特征在于所述的惰性气氛为氮气或氩气。
全文摘要
一种消除活性炭制备过程中产生的钾、钠蒸气的方法是将重量比为1∶1-10的含炭前驱体与KOH或NaOH混合均匀，以每公斤含炭前躯体需要100-1000升/小时的惰性气氛存在下，从室温升到800-1000℃进行活化，活化0.5-2小时，在此活化过程中，将反应产生的尾气通入盛有液态水的水箱中，一直到反应结束后温度降到200℃时停止通入惰性气氛；其中液态水与含炭前躯体的配比为1500-3000升∶1公斤。本发明具有成本更低，操作更易的优点。
文档编号B01D53/78GK101496988SQ20091007368
公开日2009年8月5日 申请日期2009年1月19日 优先权日2009年1月19日
发明者李开喜 申请人:中国科学院山西煤炭化学研究所