活性炭孔径分布对吸附CH_4性能的影响

为了分离和浓缩煤矿瓦斯中的CH_4,以太西无烟煤为原料、水蒸气为活化介质,研究了在添加剂作用下工艺条件对活性炭孔隙结构及吸附CH_4性能的影响.实验结果表明:影响CH_4吸附量的关键因素是0.6~0.8nm孔的孔容大小,无论工艺条件如何变化,只要能提高该范围的孔容积,活性炭的CH_4吸附量也随之增大.添加NH_4Cl和KNO3时,活化程度(烧失率)、炭化终温、炭化升温速率、活化温度等工艺条件对活性炭的微孔率影响不大,微孔率均在91%左右,但对微孔分布有明显影响,NH_4Cl和KNO3的添加有利于小微孔的生成,特别是有利于孔径0.6~0.8nm孔隙的形成,能有效提高活性炭CH_4吸附量的增大.活性炭的烧失率过低或过高都不利于0.6~0.8nm孔隙的形成,适宜的烧失率为30%~40%;较高的炭化升温速率不利于0.6~0.8nm之间孔容积的提高,适宜的炭化升温速率为3~5℃/min;过低或过高的炭化终温不利于0.6~0.8nm之间孔容积的提高,适宜的炭化终温为650℃;总体来说,活化温度的影响相对较小,适宜的活化温度为880℃.在最优条件下制备的活性炭CH_4吸附量达到24.31mL/g.     

CO_2分离用活性炭的制备与表征

以太西无烟煤为原料,KCl作为添加剂,通过成型、炭化、活化过程制备吸附法捕集烟道气CO2的活性炭.利用正交试验确定最佳的制备条件,以CO2吸附量和孔径分布等对样品进行表征.结果表明:最佳制备条件为无烟煤97g,添加剂3g,焦油用量28g,炭化温度650℃,活化温度880℃,活化时间3h,在最佳条件下制得活性炭的CO2吸附量为84.4mL/g(0℃,0.1MPa).活性炭的CO2吸附量与孔径分布关系密切,0.61~0.79nm的微孔孔容决定了活性炭对CO2的吸附性能,本研究中使用的添加剂有利于0.61~0.79nm微孔的形成.