煤质活性炭压片成型技术的推广和应用

中国石油庆阳石化公司活性炭厂从20世纪90年代就开始着手活性炭新产品的开发工作。在大量市场调研和对比分析的基础上，采用防化研究院经过多年潜心研究的煤质活性炭压片成型技术，进行工业化生产并予以应用。生产出合格的压块活性炭，使压片成型技术在活性炭工业化生产中的推广和应用这一国内难题最终得到解决。     

多膛炉制备煤基活性炭的中试研究

采用多膛炉中试装置制备活性炭产品的研究表明,在不提高活化层温度条件下,在一定范围内增加炭化料在炉内的停留时间,可以适当提高活性炭产品的吸附性能;通入水蒸汽增加活化层数可以在一定程度上增加活性炭产品的碘值;活化温度对制备活性炭产品的影响最为明显,将活化层的最高温度提升至948℃可制得碘值约910 mg/g的活性炭产品。     

两种活性焦脱除烟气中SO2及水洗再生性能对比分析

利用2种原煤制得的活性焦进行烟气脱硫并对脱硫后的活性焦水洗再生试验进行研究。研究发现,高变质煤制备的活性焦NM吸附SO2能力及水洗再生性能均高于低变质煤制备的活性焦SX。水洗再生试验表明,SX活性焦用纯水再生,再生率可达32．67％。用适量碱液再生,再生率可达55．04％,NM活性焦用纯水再生,再生率可达82．43％,用适量碱液再生,再生率可达97．2％。分析焦样发现,碱液再生后SX活性焦平均孔径和比表面积均降低,而碱液再生后的NM活性焦平均孔径和比表面积均有增加。     

活性焦性质对脱除SO 2性能的影响研究

对大同、太西和荔波3种活性焦的物理结构及表面性质进行了分析检测,使用模拟烟气进行了脱除SO 2实验。结果表明,活性焦脱硫过程分为3个阶段：初始阶段SO 2的脱除率接近100%,该阶段时间的长短取决于活性位的数量;第2阶段SO 2的脱除效率呈快速下降趋势;第3阶段下降速度趋缓,该阶段脱硫率与硫酸的脱附速率和微孔数量及表面张力有关。太西活性焦第1阶段SO 2脱除性能最好,与SEM图显示的太西焦有更多的尖角缺陷,因此活性位最多相关;第3阶段大同活性焦脱硫性能最好,与其微孔孔容大和微孔数量多有关。活性焦表面O/C比越高,脱硫性能越差。活性焦对SO 2的脱除作用与碱性含氧官能团含量有明显相关关系,太西活性焦碱性氧官能团含量高,其脱硫性能好。活性焦表面含氮量越高,其脱除SO 2的性能越好。     

活性焦液相再生及分形特征研究

分别利用自来水、氨水、NaHCO3和NaOH等4种液相介质对内蒙活性焦进行再生实验研究,并通过活性焦分形特征研究,分析活性焦分形维数与脱硫效果的关系。研究结果表明,自来水与弱碱溶液的再生存在再生速率慢,脱附率不高等缺点,利用强碱如NaOH不仅可以加快脱附速率,而且脱附完全度高达97％以上;活性焦具有分形几何的特征,其分形维数与脱硫趋势存在一定的联系。     

太西超纯煤制备活性炭试验研究

对以太西无烟煤为原料生产的太西超纯煤制备活性炭性能进行了试验研究, 结果表明, 以太西无烟煤为原料可制得亚甲兰大于２４０ ｍｇ／ｇ 的低灰优质活性炭产品。     

NH3改性活性焦脱硝性能试验研究

为研究NH3改性对活性焦脱硝性能的影响,利用不同体积分数的NH3／H2O配比作为活化荆制备了一系列的活性焦,采用X光电子能谱（XPS）表征了活性焦的表面化学性质。在温度150℃条件下的固定床反应装置上,进行了活性焦脱除N0试验和NH3吸附容量试验。结果表明：添加NH3改性能够增加活性焦表面0元素和N元素的含量,并且能够明显提高活性焦的脱硝效率;活性焦的N心吸附容量越大脱硝效率越高。试验结果证实了活性焦对NH3吸附是影响其选择性催化还原脱硝反应的关键步骤。     

煤基碳分子筛的制备及CH4/N2分离性能研究

以煤为原料,通过气相碳沉积法制备了CH4/N2变压吸附分离用碳分子筛,研究了苯沉积量对碳分子筛吸附性能的影响。用液氮吸附（77 K）、扫描电镜对碳分子筛孔结构及表面形貌进行了表征,结果表明：制备的碳分子筛（CMS-1）平衡分离系数大于5,比表面积SBET=251.5 m2/g,微孔孔容Vm=0.1178 mL/g,孔径主要分布在0.35~2 nm,能满足CH4/N2变压吸附分离要求。     

太西无烟煤镜质组、丝质组制备活性炭试验研究

用密度法分离富集了太西无烟煤镜质组、丝质组;以富集的太西无烟煤镜质组、丝质组为原料,经成型,炭化、活化过程,制成活性炭;并研究了太西无烟煤镜质组、丝质组制备的活性炭性能。研究结果表明：由于显微组分成因及化学性质不同,太西无烟煤镜且制备的活性炭性能优于丝质组,可制备比表面〉１６００ｍ＾２／ｇ的优质活性炭产品。     

活性焦烟气净化反应器研究进展

活性焦干法烟气净化技术具有耗水量少、无二次污染以及吸附剂可循环利用的应用优势,发展前景广阔。作为工艺的核心,反应器研究成为了制约该项技术发展的关键。各行业排放烟气特点不同且污染物排放限值也有所差异,根据烟气特点精准选择反应器类型并对反应器结构进行优化,是提高系统烟气净化效率的有效手段。介绍了目前活性焦烟气净化领域所应用的各类反应器的优缺点及适用范围,论述了反应器内不同类型内构件对气固两相运动状态的影响,最后提出了未来活性焦烟气净化反应器研究及优化的技术方向。反应器床型方面,总结了固定床反应器、移动床反应器、流化床反应器3类反应器的技术优势以及存在的短板。其中,固定床反应器结构简单,通常被应用于活性焦单独脱硫工艺中,烟气处理量小时灵活性较强,随烟气处理量增大,其净化效果降低且需多个反应器并联操作,占地面积大,投入成本高;流化床反应器气固通量大,自动性高,传质传热性能优越,但对内部颗粒磨损作用强,不适合颗粒活性焦,对粉状活性焦有较好的适用性;移动床反应器目前在活性焦烟气净化领域应用最为广泛,具有连续性强、烟气处理量大、对颗粒机械强度要求不高的优点,但其内部结构复杂,物料容易出现异常流动。反应器内构件方面,重点讨论了烟气导流构件、喷氨混合构件、下料构件对系统烟气净化效率的影响。针对反应器内气相流动紊乱的情况,可通过添加导流板或整流层的方式提高反应器内烟气均布性;为了提高喷氨均匀性可在喷氨区设置喷氨构件,提高系统的脱硝效率,较为常见的喷氨构件有静态混合器、喷氨格栅以及涡流构件等,其中静态混合器调控精准,但成本较高且处理能力有限,喷氨格栅能够实现分区控制但易出现管路堵塞问题,涡流构件改造成本低但调控灵活性较差,在工业生产中需根据喷氨量及烟气排放指标灵活选择喷氨构件;为防止固体物料在反应器内运动过程中出现"漏斗流"等异常流动,可在反应器内部添加下料构件,下料构件可有效改善固体物料在反应器内的流动状态。添加内构件后反应器内气固接触增强,系统净化效率明显提升,改造成本降低。最后,明确了未来活性焦烟气净化反应器将向着创新反应器床型,增强行业匹配性,优化反应器结构,降低运行及维护成本的方向发展。