本发明涉及一种用于活性炭的制备和吸附脱硫的装置，在该装置内可同时实现活性炭的制备和吸附脱硫操作。
背景技术：
活性炭是一类具有比表面积大、表面含氧官能团丰富、孔隙结构发达的吸附材料。其广泛应用于石化、电力、化工、食品、黄金、环保等领域。按照材质分类可分为木质活性炭、果壳活性炭、煤质活性炭、石油类活性炭、矿物质类活性炭。按照活性炭的孔尺寸分类可分为微孔（<2nm），中孔（2nm～50nm），大孔（>50nm），活性炭的尺寸大于吸附质的尺寸时，活性炭吸附剂才具有良好的吸附效果。活性炭的物理特性取决于活性炭的制备，而活性炭的制备一般以生物质为原料，经炭化、活化操作制得多孔型的活性炭。
常见活性炭的制备包括：（1）生物质原料与化学活化剂浸渍处理；（2）生物质原料与化学活化剂的炭化、活化；（3）从马弗炉中取出活性炭，经洗涤、过滤、干燥得到活性炭样品。余峻峰等（余峻峰, 陈培荣, 俞志敏,等. KOH活化木屑生物炭制备活性炭及其表征[J]. 应用化学, 2013, 30(9):1017-1022.）以木屑为原料，以KOH为活化剂，在KOH：炭质量比为1.5、活化温度750℃、活化时间2h的条件下制得多孔型的活性炭。上例说明在活性炭在制备包括浸渍、焙烧、洗涤、过滤、干燥等，制备工艺复杂、能耗高，且活性炭的制备在一个单元操作中进行且为独立的操作。传统活性炭的吸附一般为改性后的活性炭吸附剂直接与含硫化合物在静态条件进行脱硫。唐晓东等（唐晓东, 李林, 曾雪玲,等. 汽油活性炭基脱硫吸附剂的制备与评价[J]. 燃料化学学报, 2009, 37(5):629-634.）以硫酸改性后的活性炭为载体，利用浸渍法制得以MnO2为活性组分的活性炭基脱硫吸附剂，在吸附温度为120℃，吸附时间为2h的条件下，对直馏汽油原料油品进行吸附脱硫。此例说明活性炭基吸附剂的吸附脱硫一般先经改性处理，包括氧化改性和金属负载改性，包括浸渍、冷凝回流、洗涤、干燥、焙烧等，操作复杂，且一般选用已制备好的活性炭进行改性；活性炭的吸附脱硫在一个单元操作进行，一般为独立的低温液-固吸附脱硫或气-固吸附脱硫，鲜有在吸附温度较宽、较高的范围内进行脱硫操作。
基于活性炭的制备和吸附脱硫均为独立单元操作，未有文献报道将活性炭的制备、改性与活性炭的吸附脱硫在同一装置中进行。基于此，本发明特提出了一种用于活性炭的制备和吸附脱硫的装置，该装置可在较宽的温度区间范围内进行活性炭的制备和吸附脱硫，其中活性炭的制备温度可从350℃调节至1000℃，活性炭吸附脱硫的温度可从室温调节至500℃，对含硫的液体或气体碳氢化合物可进行常温或高温条件下的液（气）-固吸附脱硫，并集活性炭的制备和吸附脱硫于一体。
技术实现要素：
本发明的目的：采用活性炭的制备和吸附脱硫的装置，在同一装置内进行活性炭的制备和吸附脱硫操作，此代替了传统独立制备活性炭和吸附脱硫，简化了制备和吸附工艺，为活性炭的制备和吸附脱硫操作提供了一种一体化装置。
为了实现上述目的，提出了一种用于活性炭的制备和吸附脱硫的装置，其特征在于：该装置顶部具有外螺纹的盖子，可用扳手卸开加料，装置主体可通序升温控制活性炭的制备和吸附脱硫的温度，装置底部可通过过滤网排料口以排出过量的浸渍液，在装置中先利用预处理后的生物质原料与浸渍液混合物在一定温度下进行活性炭的制备，后利用所制得的活性炭吸附床层对含硫的液体或气体碳氢化合物进行常温或高温条件下的液（气）-固吸附脱硫，具体步骤如下：将生物质原料经洗涤、干燥、机械粉碎和筛分等步骤处理，得到一定目数的生物质原料，其中生物质原料包括：木屑、木炭、花生壳、核桃壳、椰子壳、油枯、玉米秸秆、甘蔗渣、油菜杆、松叶等；从吸附-脱硫装置的加料口，按一定的比例加入生物质原料与活化剂进行过量浸渍处理，其中活性剂由水、硝酸、硫酸、磷酸、氢氧化钾、氧化化钠、硫酸钾、氯化锌、邻苯二甲酸氢钾、硝酸盐等配制而成；待完成浸渍处理后从该装置底部滤网出口滤出过量的滤液，利用程序升温分别控制活性炭的制备和吸附脱硫的温度，在同一装置中完成活性炭的制备和吸附脱硫。
本发明的优势：（1）本发明装置可同时进行活性炭的制备和吸附脱硫操作，简化了活性炭的制备和吸附脱硫的工艺；（2）本发明装置实用的生物质原料范围广，包括木屑、木炭、花生壳、核桃壳、椰子壳、油枯、玉米秸秆、甘蔗渣、油菜杆、松叶等；（3）本发明装置活性炭的制备温度宽，可从350℃～1000℃进行活性炭的制备；（4）本发明装置的脱硫原料多，包括液体原料（轻汽油、催化裂化汽油、直馏汽油、煤油、轻柴油等）和气体原料（天然气、液化石油气、合成气、煤气等）；（5）本发明装置的吸附温度范围宽，吸附温度可从室温～500℃实现对原料的吸附；（6）本发明装置对含硫的液体或气体碳氢化合物可进行常温或高温条件下的液（气）-固吸附脱硫。
附图说明
图1为一种用于活性炭的制备和吸附脱硫的装置的示意图
附图标记如下：原料1为液体原料；原料2为气体原料；1活性炭制备-吸附脱硫装置程序升温控制系统；2活性炭制备-吸附脱硫装置；3原料流量控制阀；4原料换热器；5液体原料流量控制阀；6气体原料流量控制阀；7浸渍液排出阀；8活性炭制备-吸附脱硫装置出口阀；9产品冷却器；10活性炭制备流量控制阀；11产品流量控制阀；12不凝气排出阀；13气液分离器；14气液分离器液体排出阀；15产品中间罐；16产品中间罐排出阀。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，结合技术方案和附图详细说明本发明的实施例。
本发明一种用于活性炭的制备和吸附脱硫的装置是由原料1为液体原料；原料2为气体原料；1活性炭制备-吸附脱硫装置程序升温控制系统、2活性炭制备-吸附脱硫装置、3原料流量控制阀、4原料换热器、5液体原料流量控制阀、6气体原料流量控制阀、7浸渍液排出阀、8活性炭制备-吸附脱硫装置出口阀、9产品冷却器、10活性炭制备流量控制阀、11产品流量控制阀、12不凝气排出阀、13气液分离器、14气液分离器液体排出阀、15产品中间罐、16产品中间罐排出阀组成。
在活性炭的制备阶段，依次关闭原料流量控制阀（3）、液体原料流量控制阀（5）、气体原料流量控制阀（6）、浸渍液排出阀（7）、活性炭制备-吸附脱硫装置出口阀（8），用扳手卸开活性炭制备-吸附脱硫装置（1）顶部，将一定量的预处理生物原料、已配好的活化剂加入反应中进行过量浸渍；经浸渍后处理一段时间，依次打开原料流量控制阀（3）、浸渍液排出阀（7）排出过量的浸渍液，后关闭该阀门；后依次打开活性炭制备-吸附脱硫装置出口阀（8）、活性炭制备流量控制阀（10）、不凝气排出阀（12）、气液分离器液体排出阀（14），关闭产品流量控制阀（11），利用活性炭制备-吸附脱硫装置程序升温控制系统（1）控制活性炭制备-吸附脱硫装置（2）的制备温度制得活性炭，在活性炭的制备中有烟气产生，该烟气经产品冷却器（9）进入气液分离器（13）分离得到浸渍液和不凝气，浸渍液经气液分离器液体排出阀（14）排出、收集并重复使用，不凝气经不凝气排出阀（12）排出。
在活性炭的吸附阶段，利用生物质原料制得的活性炭吸附床层就地进行活性炭吸附脱硫，依次打开液体原料流量控制阀（5）或气体原料流量控制阀（6）、原料流量控制阀（3）、活性炭制备-吸附脱硫装置出口阀（8）、产品流量控制阀（11）、产品中间罐排出阀（16），依次关闭浸渍液排出阀（7）、活性炭制备流量控制阀（10），利用活性炭制备-吸附脱硫装置程序升温控制系统（1）控制活性炭制备-吸附脱硫装置（2）的反应吸附脱硫温度，含硫的液体或气体碳氢化合物经原料换热器（4）进入活性炭制备-吸附脱硫装置（2）中，后通过活性炭床层进行脱硫实验操作，脱硫后的产品经活性炭制备-吸附脱硫装置出口阀（8）进入产品冷却器（9），控制产品冷却器（9）的温度并经产品中间罐（15）从产品中间罐产品排出阀（16）排出液体产品和气体产品。