[发明专利]一种含硫有机物吸附剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含硫有机物吸附剂及其制备方法，是将石油焦干燥后，加入含铁化合物和氢氧化钾，在惰性气氛下进行高温处理；处理后物料进行冷却、洗涤、干燥，对得到的活性炭样品进行氧化改性；将改性样品进行干燥，在惰性气氛下进行低温处理。本发明所制备改性活性炭用于吸附含硫有机物，具有较高的吸附选择性和吸附容量。

技术领域

本发明属于吸附剂技术领域，具体涉及一种含硫有机物吸附剂及其制备方法。

背景技术

随着《石油炼制工业污染物排放标准》和《石油化学工业污染物排放标准》的颁布，以及《挥发性有机物排污收费试点办法》的发布，石化行业废气处理的要求越来越严格。挥发性有机物（VOCs）已成为大气污染的一个重要源头，其控制和治理已经成为环保工作的重点之一。目前，VOCs治理技术主要有吸收、吸附、冷凝、燃烧、光催化-氧化、生物降解、低温等离子体处理技术等。与其他治理技术相比，吸附法净化效果好、能耗低、运行费用低，是比较理想的VOCs处置技术。

常见的吸附剂包括活性炭、生物质材料、二氧化硅等。活性炭是典型的吸附材料，但单纯使用活性炭吸附VOCs，吸附容量小，吸附效果有待提升。对活性炭进行化学改性等处理，使其在吸附有机物质的过程中发生化学吸附，能有效提高吸附剂吸附性能，增大吸附容量。目前已经开发了一些关于活性炭吸附处理有机废气的技术，但是均无法突破弗兰德里希和朗格缪尔吸附经验公式中揭示的有机物在活性炭表面动态的吸附与解析定律，即污染物的气相分压低于一定值后无法吸附在活性炭吸附剂上，因此使用活性炭吸附处理高浓度有机废气满足GB31571-2015规定的非甲烷总烃低于120mg/m³的排放限值，需要配置多级活性炭吸附塔，投资和运行成本将会呈指数增长。此外，活性炭吸附还存在对同一废气中的不同组分吸附能力差别较大，需要根据不同污染物对吸附剂进行相应研发。

CN103623774A公开了一种用于燃油脱硫的改性活性炭的制备方法，是向反应器中加入蒸馏水，加入氢氧化钠溶液调节pH值为6.8-14.3，然后加入活性炭，边搅拌边通入臭氧和空气的混合气体，对活性炭进行表面氧化反应；反应结束后，将活性炭取出，用蒸馏水冲洗后烘干，冷却至室温，制得改性活性炭，用于吸附燃油中的有机噻吩硫化物。该发明利用臭氧在液相中改性活性炭，能明显增加活性炭表面的酸性含氧基团，提高有机噻吩硫化物的吸附容量。但该吸附剂主要是吸附燃油中的有机噻吩硫，对于废气中含硫有机物吸附效果有待提高，且对非噻吩类硫化物的选择性不佳。

CN105923631A公开了一种基于核桃壳制备活性炭吸附剂的方法，通过核桃壳与碳酸钠混合，在高温下扩大核桃壳内部空隙，以双氧水进行表面氧化，以氢气作为催化气，表面接枝硅元素，随后通过发酵，以焦化废水中的菌种进行脱除核桃壳中的焦油，同时对核桃壳内部进行改性，丰富空隙结构，最后通过碳化，酸液洗涤，从而制备得到活性炭吸附剂。但是，该吸附剂主要用于废水中COD和重金属的吸附，对含硫有机物的吸附效果不佳。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种含硫有机物吸附剂及其制备方法。本发明以石油焦为原料，通过原位改性合成活性炭材料，再对活性炭材料进行表面改性，所制备改性活性炭用于吸附含硫有机物，具有较高的吸附选择性和吸附容量。

本发明提供的含硫有机物吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）将石油焦干燥后，加入含铁化合物和氢氧化钾，在惰性气氛下进行高温处理；

（2）处理后物料进行冷却、洗涤、干燥，对得到的活性炭样品进行氧化改性；

（3）将改性样品进行干燥，在惰性气氛下进行低温处理。

步骤（1）中，所述的含铁化合物为氢氧化铁、硝酸铁、氯化铁、硫酸铁、三氧化二铁等中的至少一种，优选氢氧化铁。石油焦与含铁化合物的质量比为40:1～8:1，优选20:1～10:1。

步骤（1）中，所述的KOH与石油焦的质量比为0.1:1～10:1，优选为1:1～6:1。