專利名稱：除味活性碳及其制備方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及除味活性碳及其制備方法，更具體地講，涉及去除氣流氣味的活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)及其制備方法。
2.相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的描述人們長(zhǎng)期以來就認(rèn)識(shí)到活性碳具有吸附氣味的能力。活性碳通常是通過物理吸附、化學(xué)吸附和催化反應(yīng)吸附物質(zhì)。眾所周知，在活性碳中加入金屬，能夠增加其在吸附或過濾應(yīng)用中的效率和選擇性。生產(chǎn)多孔材料的方法眾所周知，該多孔材料含有活性碳和金屬或金屬氧化物的吸附劑顆粒。
充滿金屬的活性碳通常是將活性碳粉末分散到金屬鹽溶液中制備的。該活性碳粉末被濾出后、經(jīng)過干燥、加熱，將鹽分解成期望的金屬或金屬氧化物催化劑。為了達(dá)到活性碳表面催化劑的期望劑量，通常需要多次浸潤(rùn)活性碳粉末。
制備活性碳承載催化劑的另一種技術(shù)涉及，將高蒸汽壓的催化劑金屬前體沉積在碳表面。其它公知的方法包括擠壓活性碳顆粒、金屬或金屬氧化物顆粒和粘合劑。
在美國(guó)專利4,242,226中，Siren公開了含有均勻分散金屬的活性碳基質(zhì)過濾材料?；|(zhì)是由陽(yáng)離子的化學(xué)反應(yīng)制備，該陽(yáng)離子是由金屬元素和以化學(xué)鍵結(jié)合多糖衍生物的陰離子構(gòu)成。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)分離、熱解和活化處理。
在美國(guó)專利4,970,189中，Tachibana公開了分散在碳質(zhì)混合物的金屬細(xì)微顆粒。碳質(zhì)混合物是通過下列步驟制備將金屬氧化物顆粒與有機(jī)物混合，然后在非氧化環(huán)境下碳化混合物，將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為多孔碳質(zhì)體，同時(shí)將金屬氧化物顆粒轉(zhuǎn)化為分散在碳質(zhì)體內(nèi)的金屬元素顆粒。金屬氧化物顆?？梢杂藐庪x子表面活性劑涂層，從而獲得有機(jī)物中金屬氧化物的均勻分布。
在美國(guó)專利5,488,023中，Gadkaree等人公開了制備活性碳承載催化劑的方法，該方法包括將碳前體與催化劑前體混合，如果需要固化碳前體，將碳前體碳化，再將所得的碳活化?；钚蕴汲休d催化劑可以采取基質(zhì)的涂層、粉末、或單體的形式。
活性碳和金屬氧化物的其它實(shí)例包括如在授權(quán)給Wennerberg的美國(guó)專利4,482,641；Lang等人的美國(guó)專利4,381,003；Hanamoto等人的美國(guó)專利5,948,398；Sekine等人的美國(guó)專利5,997,829。
發(fā)明概述在一實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及活性碳基質(zhì)，其含有占重量大約3-15％均勻分布的金屬氧化物。
另一實(shí)施方案涉及制備介質(zhì)的方法，該介質(zhì)用于過濾氣體。此方法包括，將碳材料預(yù)氧化處理；再研磨所得的預(yù)氧化碳；然后將研細(xì)的預(yù)氧化碳與金屬氧化物混合，生成碳混合物；模壓碳混合物；再碳化并活化壓出物。
另一實(shí)施方案涉及制備活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)的方法，該方法包括預(yù)氧化碳材料；再將預(yù)氧化碳研磨成粉末；然后將粉末、煤焦油瀝青和金屬氧化物混合成漿糊；模壓此漿糊；再碳化并活化壓出物。
另一實(shí)施方案涉及去除氣流氣味的方法，該方法包括生成活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)，此基質(zhì)具有大于0.3克H2S/立方厘米碳的硫化氫吸收率；再將氣流與基質(zhì)接觸；基質(zhì)吸收氣味化合物；最后將氣流從基質(zhì)分離。
另一實(shí)施方案涉及降低氣流氣味化合物濃度的方法，該方法包括將氣流與活性碳材料接觸，該活性碳材料含有占重量3-15％金屬氧化物；活性碳材料吸收氣味化合物，產(chǎn)生產(chǎn)物氣流；最后將產(chǎn)物氣流從活性碳材料分離。
另一實(shí)施方案涉及降低污水處理系統(tǒng)氣體排放中硫化物濃度的方法，該方法包括提供一種氣體排放，該氣體排放含有揮發(fā)性的有機(jī)化合物和硫化物；再將氣體排放與活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)接觸；接著，基質(zhì)吸收硫化物，產(chǎn)生硫化物濃度小于0.1ppm的產(chǎn)物氣流；最后將產(chǎn)物氣流從活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)分離。
另一實(shí)施方案公開了含金屬氧化物的活性碳，用于去除氣體的硫化氫，包括通過混合占重量大約3-15％金屬氧化物，并將基質(zhì)碳化且活化，制得活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)。
發(fā)明詳述本發(fā)明提供了活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)及其制備方法。活性碳是以含碳量高、表面積大為特征的多孔材料，通常是非晶體碳和石墨晶體的混合物，而不是完全確定的均質(zhì)材料。名詞“活性碳”通常指的是黑色、固態(tài)的碳質(zhì)材料，諸如木炭、骨炭、糖炭、石油產(chǎn)品生成的碳、椰子碳等，其是由有機(jī)材料經(jīng)高溫?zé)峤猱a(chǎn)生的剩余物，再經(jīng)過活化處理制成，活化處理可以在熱解過程中或之后進(jìn)行。通常以公知的方法進(jìn)行活化處理，諸如在高溫下將材料暴露于氧化劑中，例如蒸汽、二氧化碳、金屬氯化物(例如氯化鋅)、磷酸、或硫化鉀?；罨幚淼臏囟确秶ǔＴ?00-1000℃(1450-1850°F)?；罨幚懋a(chǎn)生了大量的表面積，從而使材料具有很強(qiáng)的吸附能力。
依據(jù)本發(fā)明，通?；罨奶?金屬氧化物基質(zhì)可以通過如下步驟制備預(yù)氧化碳材料；再研磨所得的預(yù)氧化碳材料；然后將研細(xì)的預(yù)氧化碳材料與金屬氧化物混合，生成碳混合物；接著，模壓碳混合物，形成壓出物；再碳化壓出物，生成碳質(zhì)混合物；最后活化此碳質(zhì)混合物。名詞“基質(zhì)”是以其來源、組成或用途定義的。如文中所用，短語(yǔ)“活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)”指的是含分布均勻金屬氧化物的活性碳基質(zhì)。
任何碳材料都可以用于本發(fā)明，只要其在非氧化條件下受熱生成多孔碳材料。例如，可用于本發(fā)明的碳材料包括木炭、椰子殼、骨炭、糖炭、煤和其它常規(guī)碳材料。碳材料可以在預(yù)氧化處理之前進(jìn)行壓碎處理。并將碳材料研磨成粉末。如文中所用，名詞“粉末”定義為直徑小于1mm固體顆粒的松散團(tuán)或聚合體。此外，還可以將碳研磨成顆粒。如文中所用，名詞“顆粒”定義為直徑大約1mm-4mm固體顆粒的松散團(tuán)或聚合體。在可取實(shí)施方案中，碳材料經(jīng)研磨成粒徑大約1-2mm的顆粒。研細(xì)的碳材料在低溫空氣中進(jìn)行預(yù)氧化處理，例如大約600°F。
任何增強(qiáng)活性碳吸收能力的金屬氧化物都可以用于本發(fā)明。如文中所用，名詞“吸收”定義為通過物理吸附、化學(xué)吸附和催化反應(yīng)吸附物質(zhì)。可用于本發(fā)明的金屬氧化物選自鈣、鎂、鋇、鈹、鍶、鈧、釔、鑭、鑭系元素、鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鎢、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅的氧化物及其組合。在一優(yōu)選的實(shí)施方案中，金屬氧化物選自鎂、鈣、鋇的氧化物。在一優(yōu)選的實(shí)施方案中，金屬氧化物是氧化鎂。金屬氧化物可以是任何形式，諸如顆粒和粉末。粉末狀金屬氧化物可以取任何粒徑、及任意的粒徑分布。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，金屬氧化物粉末大約是325篩目，更可取的是大約200篩目、或者更細(xì)。
碳材料與金屬氧化物經(jīng)混合生成碳混合物。通常，占重量大約3-15％的金屬氧化物與碳材料混合。在一實(shí)施方案中，占重量大約5-10％的金屬氧化物與碳材料混合。在一優(yōu)選的實(shí)施方案中，碳混合物含有占重量大約5％的金屬氧化物。
在一實(shí)施方案中，碳材料與金屬氧化物可以在加入粘合劑條件下混合，如果需要還可以加入溶劑，如業(yè)內(nèi)所公知，生成可模壓的漿糊。在另一實(shí)施方案中，碳材料與金屬氧化物可以混合生成碳混合物，然后再研磨成粉末，并與粘合劑混合，如果需要還可以加入溶劑，生成可模壓的漿糊。碳混合物可以在振動(dòng)型-4 ring roll粉碎機(jī)中研磨，利用離心力使碳混合物穿過篩眼，如業(yè)內(nèi)所公知。在一優(yōu)選的實(shí)施方案中，碳混合物經(jīng)研磨，如果需要可以二次研磨，使大約95％碳混合物穿過200篩目。
粘合劑可以是任何能夠與碳材料和金屬氧化物生成漿糊的公知材料。例如，粘合劑可以是糖漿、微晶纖維素、軟瀝青、煤焦油、煤焦油瀝青，及其組合。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，粘合劑是大約40％煤焦油和大約60％煤焦油瀝青。溶劑可以是任何能夠與碳材料、金屬氧化物、粘合劑生成可模壓漿糊的適合液體。例如，溶劑可以是水或有機(jī)溶劑。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，溶劑是水。
碳混合物經(jīng)模壓生成能夠被碳化的壓出物。模壓機(jī)為業(yè)內(nèi)所公知，諸如高壓液壓傳動(dòng)模壓機(jī)。壓出物可以是任意的適合形狀，諸如鏈狀和帶狀。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，碳混合物模壓成長(zhǎng)約6-8mm、直徑大約4mm的鏈。在一實(shí)施方案中，壓出的碳混合物在下一步處理之前被再次模壓。應(yīng)將壓出物冷卻至環(huán)境溫度。
壓出物被碳化處理，其反應(yīng)溫度和周期必須滿足能夠使碳材料轉(zhuǎn)化為多孔碳質(zhì)混合物。碳化處理通常是在隔絕空氣、1000°F下進(jìn)行。如果需要，碳質(zhì)混合物也可以被粉碎成顆粒。然后，按照公知的程序，活化碳質(zhì)混合物，例如使用1600°F-1700°F蒸汽。如果需要，活化的碳質(zhì)混合物還可以進(jìn)行其它處理，以獲得期望的物理特征。例如，依據(jù)粒徑分布，將最終產(chǎn)物篩選處理。
雖然沒有任何特殊的理論可以證實(shí)，但是，所據(jù)信的是，金屬氧化物充分分散到活性碳中，因此其并不占據(jù)或減少活性碳孔的總?cè)莘e。此外，以所述方式加入金屬氧化物，明顯增加了活性碳孔的總?cè)莘e和大孔性。
活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)可以用于吸收各種來源的氣味，包括市政、工業(yè)、住宅的來源。例如，本發(fā)明的活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)適合吸收污水處理廠、精煉廠、造紙廠化學(xué)工藝的典型氣味化合物?；罨奶?金屬氧化物基質(zhì)也可用于從氣體或氣流中去除氣味化合物，該氣體或氣流含有揮發(fā)性有機(jī)化合物，諸如乙醛、甲酮，和/或酸性氣體，例如丁酸、氯化氫和二氧化硫。
通過與活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)接觸獲得提純的典型氣體包括空氣、氮?dú)夂投趸嫉?。氣體也可以含有水分，只要其不在活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)表面凝結(jié)。在一實(shí)施方案中，氣體含水量大約是60％-95％相對(duì)濕度。待提純的氣體也可以含有氧氣。例如，本發(fā)明的活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)以下式放熱反應(yīng)將硫化氫氧化。
通過將硫化氫催化氧化成元素硫，活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)將硫化氫濃度降低到氣味的閥含量。
典型的工業(yè)應(yīng)用包括，以本發(fā)明的活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)裝入填充床、或填充塔。例如，用于污水處理裝置的填充床直徑范圍大約在3-12英尺，高度大約在4-6英尺，穿過填充床的典型氣體流速大約在20-80英尺/分鐘。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，氣體流速大約是60英尺/分鐘?；罨奶?金屬氧化物填充床可以在滿足處理量的任何壓力下和低于碳引燃的溫度下進(jìn)行操作。
污水處理廠產(chǎn)生了沼氣，該沼氣含有惡臭的硫化氫和其它有機(jī)硫化物。此外，沼氣中產(chǎn)生氣味的化合物都具有毒性和腐蝕性。沼氣中造成氣味的公知含硫物的實(shí)例有，烯丙硫醇、戊硫醇、卞硫醇、巴豆硫醇(croytl mercaptan)、二甲硫、乙硫醇、硫化氫、和二氧化硫等?；罨奶?金屬氧化物基質(zhì)有效地將硫醇類物質(zhì)氧化成各自的二硫化物，使其更易被吸收。
硫化氫通常是沼氣的主要成分，在沼氣中具有較高濃度，并作為沼氣氣味濃度和腐蝕性的標(biāo)準(zhǔn)。除了造成濃烈的臭雞蛋氣味外，硫化氫還十分危險(xiǎn)，并且導(dǎo)致不同的生理反應(yīng)。0.1ppm硫化氫濃度的沼氣就能被人類的鼻子所察覺，雖然使人討厭但相對(duì)無害。然而，隨著硫化氫濃度升高，可以呈現(xiàn)不同的生理反應(yīng)，例如頭疼、惡心、咽喉和眼睛疼痛。在沼氣的硫化氫濃度大約500ppm時(shí)，呈現(xiàn)危及生命的生理反應(yīng)，諸如肺水腫、刺激神經(jīng)系統(tǒng)和窒息。暴露于硫化氫濃度大約1,000-2,000ppm的沼氣中，會(huì)導(dǎo)致呼吸停止、癱瘓和死亡。
活性碳吸收硫化氫的能力是以每立方厘米碳吸收硫化氫的克數(shù)說明，也稱為硫化氫吸收率。硫化氫吸收率的測(cè)定是通過如下方法，將含有1％(體積比)硫化氫、85％相對(duì)濕度的空氣流以1,450立方厘米/分鐘的速度通過直徑1英寸的管子，該管子裝有緊密填充的高9英寸碳床。此氣流經(jīng)測(cè)定，通過后含有50ppmv硫化氫?；罨奶?金屬氧化物基質(zhì)具有大約0.3克硫化氫/立方厘米碳的硫化氫最小吸收率，如以下實(shí)施例所述。
實(shí)施例參考以下實(shí)施例，可以深入理解本發(fā)明，該實(shí)施例僅作為說明，而并非作為對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。
實(shí)施例1活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)通過如下步驟制備，先粉碎瀝青碳，再將其在600°F空氣中預(yù)氧化處理；接著將預(yù)氧化碳研磨成粉末，再與大約6％氧化鎂粉末混合；預(yù)氧化碳和氧化鎂的碳混合物與煤焦油瀝青和水混合；所得物經(jīng)模壓成直徑4mm的鏈，并在1,000°F隔絕空氣的條件下碳化；在大約1,700°F蒸汽中活化碳質(zhì)混合物。測(cè)定所得活化的碳-金屬氧化物的硫化氫吸收率。在單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)中，活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)各自具有0.30、0.46、0.54和0.65克硫化氫/立方厘米碳的硫化氫吸收率。
還測(cè)定了一些商品活性碳的硫化氫吸收率。此類活性碳之一，由美國(guó)Filter公司(Los Angles，California)提供的商標(biāo)為UOCH-KP充滿KOH的活性碳，在單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)中具有0.14、0.18和0.17的硫化氫吸收率。相似的是，充滿NaOH而不是KOH的上述活性碳具有0.18克硫化氫/立方厘米碳的吸收率。另一種此類活性碳，由Calgon Carbon公司(Pittsbrugh，PA)提供的商標(biāo)為Centaur4×6的活性碳具有0.09克硫化氫/立方厘米碳的硫化氫吸收率。
本發(fā)明活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)的硫化氫吸收率是飽和商品活性碳的3-5.4倍。因?yàn)榛罨奶?金屬氧化物基質(zhì)具有大于飽和商品活性碳的硫化氫吸收率，含有活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)的過濾床具有更少的更換頻率。此外，活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)有效地將硫化氫氧化成元素硫，且產(chǎn)生最少的硫酸鹽(硫酸)。由此，基質(zhì)的pH在使用中沒有顯著變化。因此，用過的活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)比用過的飽和活性碳可以更安全地進(jìn)行處理，用過的飽和活性碳變得具有強(qiáng)酸性。此外，與飽和活性碳的低引燃溫度(例如大約150℃、即302°F)比較，活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)具有與新活性碳(例如大約450℃、即842°F)相似的引燃溫度。因此，活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)比飽和活性碳可以更安全地進(jìn)行處理。
實(shí)施例2按照實(shí)施例1的方法，制備活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)。在含有充分飽和二甲苯的氣流中，測(cè)得的活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)硫化氫吸收率是0.26克硫化氫/立方厘米碳。在含有充分飽和二甲苯的氣流中，商標(biāo)為UOCH-KP碳的硫化氫吸收率是0.04克硫化氫/立方厘米碳。氣流中二甲苯的存在使飽和活性碳硫化氫吸收率降低了大約75％，而基質(zhì)降低了大約47％。因此，基質(zhì)對(duì)氣流中的有機(jī)物，不如飽和商品活性碳敏感。
上述描述與舉例意在僅作為本發(fā)明優(yōu)先實(shí)施方案的舉例。同樣地，本發(fā)明可以按照另外技術(shù)和其等效的方法實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種活性碳基質(zhì)，其含有活性碳和占重量3-15％金屬氧化物，其中金屬氧化物均勻分散在活性碳中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的活性碳基質(zhì)，其中金屬氧化物選自鈣、鎂、鋇的氧化物及其組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的活性碳基質(zhì)，其中金屬氧化物是氧化鎂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的活性碳基質(zhì)，含有占重量5-10％的金屬氧化物。
5.一種制備介質(zhì)的方法，該介質(zhì)用于過濾氣體，包括先預(yù)氧化碳材料生成預(yù)氧化碳；再研磨預(yù)氧化碳；接著，將研細(xì)的預(yù)氧化碳與金屬氧化物混合，生成碳混合物；然后，模壓碳混合物生成壓出物；再將壓出物碳化，生成多孔碳質(zhì)混合物；最后活化多孔碳質(zhì)混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中將預(yù)氧化碳研磨成顆粒。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，還包括在模壓碳混合物之前研磨碳混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中在模壓碳混合物之前將碳混合物與粘合劑混合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中在模壓碳混合物之前將碳混合物、粘合劑與溶劑混合。
10.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中將預(yù)氧化碳研磨成粉末。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中將研細(xì)的預(yù)氧化碳、金屬氧化物和粘合劑混合。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中粘合劑是煤焦油瀝青。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中將研細(xì)的預(yù)氧化碳、金屬氧化物、煤焦油瀝青和水混合，生成碳混合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中生成的碳混合物是漿糊。
15.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中碳在大約600空氣中被預(yù)氧化。
16.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中大約占重量3-15％的金屬氧化物與研細(xì)的預(yù)氧化碳混合。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中將大約占重量5-10％的金屬氧化物與研細(xì)的預(yù)氧化碳混合。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中壓出物在隔絕空氣大約1,000°F下被碳化。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中碳質(zhì)混合物由大約1,600°F-1,700°F蒸汽活化。
20.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，還包括在預(yù)氧化碳之前壓碎碳材料。
21.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，還包括在活化碳質(zhì)混合物之前壓碎碳質(zhì)混合物。
22.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中需要預(yù)氧化的碳材料選自椰子殼和煤。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中煤是瀝青低灰分煤。
24.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中金屬氧化物選自鈣、鎂、鋇的氧化物及其組合。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中金屬氧化物是氧化鎂。
26.一種制備活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)的方法，包括預(yù)氧化碳材料，生成預(yù)氧化碳；研磨預(yù)氧化碳，產(chǎn)生研細(xì)的碳；將研細(xì)的碳、金屬氧化物和煤焦油瀝青混合，生成漿糊；模壓漿糊生成壓出物；碳化壓出物，生成碳質(zhì)混合物；以蒸汽活化碳質(zhì)混合物。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其中研細(xì)的碳是粉末狀。
28.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其中研細(xì)的碳是顆粒狀。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其中在與煤焦油瀝青混合前，將研細(xì)的碳、金屬氧化物和煤焦油瀝青混合的步驟包括，研磨研細(xì)碳與金屬氧化物的混合物。
30.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其中混合的金屬氧化物大約占重量的3-15％。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中混合的金屬氧化物大約占重量的5-10％。
32.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其中碳材料在大約600°F空氣中被預(yù)氧化。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中壓出物在大約1,000°F隔絕空氣條件下被碳化。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的方法，其中碳質(zhì)混合物在1,600°F-1,700°F蒸汽中被活化。
35.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其中碳材料是煤。
36.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其中金屬氧化物選自鈣、鎂、鋇的氧化物及其組合。
37.根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中金屬氧化物是氧化鎂。
38.一種去除氣流氣味化合物的方法，包括制備活性金屬氧化物基質(zhì)，其中基質(zhì)具有大于0.3克硫化氫/立方厘米碳的硫化氫吸收率；將氣流與基質(zhì)接觸；吸收氣體化合物；將氣流從基質(zhì)分離。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的方法，其中基質(zhì)具有大于0.46克硫化氫/立方厘米碳的硫化氫吸收率。
40.根據(jù)權(quán)利要求39的方法，其中基質(zhì)具有大于0.54克硫化氫/立方厘米碳的硫化氫吸收率。
41.根據(jù)權(quán)利要求39的方法，其中基質(zhì)具有大于0.65克硫化氫/立方厘米碳的硫化氫吸收率。
42.根據(jù)權(quán)利要求38的方法，其中金屬氧化物選自鈣、鎂、鋇的氧化物及其組合。
43.根據(jù)權(quán)利要求42的方法，其中金屬氧化物是氧化鎂。
44.根據(jù)權(quán)利要求38的方法，其中氣流含有小于95％相對(duì)濕度的水分。
45.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，其中氣流含有60-95％相對(duì)濕度的水分。
46.一種降低氣流氣味化合物濃度的方法，包括將氣流與活性碳材料接觸，該活性碳材料含有占重量3-15％的金屬氧化物；活性碳材料吸收了氣味化合物，生成了產(chǎn)物氣流，該產(chǎn)物氣流含有降低的氣味化合物濃度；將產(chǎn)物氣流從活性碳材料分離。
47.根據(jù)權(quán)利要求46的方法，其中氣流接觸活性碳材料，該活性碳材料含有占重量5-10％的金屬氧化物。
48.根據(jù)權(quán)利要求46的方法，其中氣味化合物選自揮發(fā)性有機(jī)化合物、酸性氣體、硫化物及其組合。
49.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中氣味化合物是硫化物。
50.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中硫化物是硫化氫。
51.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中金屬氧化物選自鈣、鎂、鋇的氧化物及其組合。
52.根據(jù)權(quán)利要求51的方法，其中金屬氧化物是氧化鎂。
53.根據(jù)權(quán)利要求46的方法，其中氣流含有小于95％相對(duì)濕度的水分。
54.根據(jù)權(quán)利要求53的方法，其中含水量在60-95％相對(duì)濕度。
55.一種降低污水處理系統(tǒng)氣體排放中硫化物濃度的方法，包括提供了一種氣體排放，其含有至少一種揮發(fā)性有機(jī)化合物和硫化氫；將氣體排放與活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)接觸，該活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)含有占重量3-15％的金屬氧化物；基質(zhì)吸收硫化物，生成了產(chǎn)物氣流，該產(chǎn)物氣流含有小于0.1ppm的硫化物濃度；將產(chǎn)物氣流從活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)分離。
56.根據(jù)權(quán)利要求55的方法，其中氣體排放與活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)接觸，該活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)含有占重量5-10％的金屬氧化物。
57.根據(jù)權(quán)利要求55的方法，還包括基質(zhì)吸收至少一種揮發(fā)性有機(jī)化合物。
58.根據(jù)權(quán)利要求55的方法，其中金屬氧化物選自鈣、鎂、鋇的氧化物及其組合。
59.根據(jù)權(quán)利要求58的方法，其中金屬氧化物是氧化鎂。
60.根據(jù)權(quán)利要求55的方法，其中氣體排放含有小于95％相對(duì)濕度的水分。
61.根據(jù)權(quán)利要求60的方法，其中含水量大約在60-95％相對(duì)濕度。
62.一種含有金屬氧化物的活性碳，用于去除氣體的硫化氫，包括活化的碳-金屬氧化物基質(zhì)，其制備是通過將占重量3-15％金屬氧化物與碳材料混合生成碳混合物，再碳化并活化此混合物。
63.根據(jù)權(quán)利要求62的含金屬氧化物活性碳，其中占重量5-10％金屬氧化物與碳材料混合。
64.根據(jù)權(quán)利要求62的含金屬氧化物活性碳，其中金屬氧化物選自鈣、鎂、鋇的氧化物及其組合。
65.根據(jù)權(quán)利要求64的含金屬氧化物活性碳，其中金屬氧化物是氧化鎂。
全文摘要
本發(fā)明公開了活化的碳－金屬氧化物基質(zhì)。該活化的碳－金屬氧化物基質(zhì)的制備方法可以包括的步驟有先預(yù)氧化碳材料生成預(yù)氧化碳；再研磨預(yù)氧化碳；接著，將研細(xì)的預(yù)氧化碳與金屬氧化物混合，生成碳混合物；然后，模壓碳混合物生成壓出物；再將壓出物碳化，生成多孔碳質(zhì)混合物；最后活化多孔碳質(zhì)混合物。該活化的碳－金屬氧化物基質(zhì)可用于從氣流中去除有味化合物、酸性氣體、以及揮發(fā)性有機(jī)化合物。
文檔編號(hào)B01D53/38GK1505592SQ01820414
公開日2004年6月16日 申請(qǐng)日期2001年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月11日
發(fā)明者詹姆斯·理查德·格雷哈姆, 程建源, 詹姆斯 理查德 格雷哈姆 申請(qǐng)人:美國(guó)過濾公司, 程建源