速度，将炭化沥青继续升温至800°C，活化60min，得到活性炭。冷却后，将活性炭与水按重量比1:5进行清洗并过滤，得到滤液和滤饼。将滤液通过石灰乳苛化再生，回收活化剂KOH并循环使用。将滤饼在质量分数为5%的HNO3中酸洗煮沸30min，洗涤至pH值为6?7。经过滤后，得到滤液和滤饼。回收滤液中的KNO3,同时将滤饼在105°C的真空环境下干燥6h，得到比表面积为2950m2/g的活性炭产品。
[0055]实施例6
[0056]将煤直接液化沥青破碎至100目，与预氧化剂KNO3按照重量比1: 0.2进行在固体状态下混合，得到第一混合物。在空气条件下，以5°C /min的升温速度，将第一混合物从室温升温至300°C，低温预氧化90min，得到预氧化沥青。
[0057]将预氧化沥青破碎至100目，与活化剂KOH按照重量比1:8在固体状态下混合，得到第二混合物。在氮气条件下，以10°C /min的升温速度，将第二混合物从室温升温至600°C，炭化90min后，得到炭化沥青。
[0058]以5°C /min的升温速度，将炭化沥青继续升温至800°C，活化60min，得到活性炭。冷却后，将活性炭与水按重量比1:5进行清洗并过滤，得到滤液和滤饼。将滤液通过石灰乳苛化再生，回收活化剂KOH并循环使用。将滤饼在质量分数为5%的HNO3中酸洗煮沸30min，洗涤至pH值为6?7。经过滤后，得到滤液和滤饼。回收滤液中的KNO3,同时将滤饼在105°C的真空环境下干燥6h，得到比表面积为3023m2/g的活性炭产品。
[0059]实施例7
[0060]将煤直接液化沥青破碎至100目，与预氧化剂KNO3按照重量比1: 0.2进行在固体状态下混合，得到第一混合物。在空气条件下，以5°C /min的升温速度，将第一混合物从室温升温至300°C，低温预氧化90min，得到预氧化沥青。
[0061]将预氧化沥青破碎至100目，与活化剂KOH按照重量比1:5在固体状态下混合，得到第二混合物。在氮气条件下，以5°C /min的升温速度，将第二混合物从室温升温至650°C，炭化90min后，得到炭化沥青。
[0062]以5°C /min的升温速度，将炭化沥青继续升温至900°C，活化90min，得到活性炭。冷却后，将活性炭与水按重量比1:5进行清洗并过滤，得到滤液和滤饼。将滤液通过石灰乳苛化再生，回收活化剂KOH并循环使用。将滤饼在质量分数为5%的HNO3中酸洗煮沸30min，洗涤至pH值为6?7。经过滤后，得到滤液和滤饼。回收滤液中的KNO3,同时将滤饼在105°C的真空环境下干燥6h，得到比表面积为3315m2/g的活性炭产品。
[0063]对比例I
[0064]将煤直接液化沥青与活化剂KOH按照重量比1:4在固体状态下混合。在氮气条件下，以10°C /min的升温速度，将混合物从室温升温至650°C，炭化90min后，得到炭化沥青。
[0065]以10°C /min的升温速度，将炭化沥青继续升温至900°C，活化90min，得到活性炭。冷却后，将活性炭与水的重量比1:5进行清洗并过滤，得到滤液和滤饼。将滤液通过石灰乳苛化再生，回收活化剂KOH并循环使用。将滤饼在质量分数为5%的HNO3中酸洗煮沸30min，洗涤至pH值为6?7。经过滤后，得到滤液和滤饼。回收滤液中的KNO3,同时将滤饼在105°C的真空环境下干燥6h，得到比表面积为2563m2/g的活性炭产品。
[0066]从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果:本发明采用的煤直接液化沥青来源充足且价格低廉，实现了煤液化沥青的高附加值利用，又降低了活性炭的生产成本，有利于实现工业化生产。本发明采用预氧化、固相炭化和快速活化相结合的工艺方法，反应条件温和，工艺流程简单，安全系数高，缩短了活化历程，降低了能耗和生产成本。生产活性炭的比表面积大大提高，有利于进行多方面的应用。
[0067]本发明在制备活性炭的过程中，先将煤直接液化沥青进行预氧化过程，这能够使上述沥青中的小分子物质与大分子物质进行交联，形成高熔点的预氧化沥青，从而有利于抑制煤直接液化沥青在炭化过程中发生熔融；同时通过预氧化过程能够使煤直接液化沥青中的官能团活化，进而形成更多的活性位点，这有利于后续炭化过程和活化过程的进行。炭化过程中，活化剂与预氧化沥青中的经活化的官能团进行反应，能够使活性炭在炭化过程和活化过程中产生大量的孔隙，进而得到高比表面的活性炭。此外，活化剂的加入还有利于降低活化过程的反应活化能，缩短活化流程，使反应条件更加温和，工艺流程更加简单。综上所述，正是由于采用了预氧化过程、炭化过程和快速活化过程相结合的制备方法才制得了具有高比表面的活性炭。
[0068]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种活性炭的制备方法，其特征在于，包括: 预氧化过程:将煤直接液化沥青进行预氧化反应，得到预氧化沥青； 炭化过程:将所述预氧化沥青与活化剂混合，进行炭化反应，得到炭化沥青； 活化过程:将所述炭化沥青进行升温活化，得到所述活性炭。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述炭化过程包括: 将所述预氧化沥青与所述活化剂混合，得到第二待反应物； 在氮气或惰性气体保护下，将所述第二待反应物从室温升温至炭化温度进行所述炭化反应，得到所述炭化沥青，其中，所述炭化温度为500?650°C，反应时间为40?120min ；优选地，所述炭化反应的升温速率为3?10°C /min ； 优选地，所述预氧化沥青与所述活化剂的重量比为1:2?7。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述活化剂选自由氢氧化钾、碳酸钾和氢氧化钠组成的组中的一种或多种。4.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述活化过程包括: 在氮气或惰性气体保护下，将所述炭化沥青由所述炭化温度升温至700?950°C进行所述活化过程，活化时间为40?240min，得到所述活性炭； 优选地，所述活化过程的升温速率为3?10°C /min。5.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述预氧化过程包括: 将所述煤直接液化沥青与预氧化剂混合，得到第一待反应物； 将所述第一待反应物从室温升温至260?40(TC，进行所述预氧化反应，反应时间为60?120min，冷却后得到所述预氧化沥青； 优选地，所述预氧化反应的升温速率为3?10°C /min ； 优选地，所述煤直接液化沥青与所述预氧化剂的重量比为1:0.2?0.4。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述预氧化剂选自由硝酸钾、硝酸铵和硝酸组成的组中的一种或多种。7.根据权利要求1至6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述活化过程中，在进行所述升温活化的步骤之后，进一步对得到的活化产物进行除杂，得到所述活性炭。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述除杂过程包括: 将所述活化产物清洗后进行过滤，得到一次滤饼； 将所述一次滤饼与硝酸混合后，煮沸30?120min，再次过滤得到二次滤饼和滤液；其中，所述硝酸的质量百分数为4?10% ； 将所述二次滤饼进行干燥，得到所述活性炭。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，还包括从所述滤液中回收所述活化剂和预氧化剂的步骤。10.根据权利要求1至9中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述预氧化过程中，将所述煤直接液化沥青进行破碎，并筛分至粒度为60?200目后进行所述预氧化反应；和/或， 所述炭化过程中，将所述预氧化沥青进行破碎，并筛分至粒度为60?200目后进行所述炭化反应。
【专利摘要】本发明提供了一种活性炭的制备方法。该制备方法包括：预氧化过程：将煤直接液化沥青进行预氧化反应，得到预氧化沥青；炭化过程：将预氧化沥青与活化剂混合，进行炭化反应，得到炭化沥青；活化过程：将炭化沥青进行升温活化，得到活性炭。先将煤直接液化沥青进行预氧化过程，这能够使上述沥青中的小分子物质与大分子物质进行交联，形成高熔点的预氧化沥青，从而有利于抑制煤直接液化沥青在炭化过程中发生熔融。然后上述预氧化沥青再经过炭化过程和快速活化的过程制得了具有较高比表面积的活性炭。本发明提供的活性炭的制备方法反应条件更加温和，工艺流程也更加简单。
【IPC分类】C01B31/12
【公开号】CN104944425
【申请号】CN201510383207
【发明人】辛凡文, 李克健, 王洪学, 章序文
【申请人】神华集团有限责任公司, 中国神华煤制油化工有限公司, 中国神华煤制油化工有限公司上海研究院
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年7月2日