以东部地区煤为主要原料制备活性炭的研究

采用山东气肥煤和河南贫煤为主要原料,配入少量太西无烟煤,采用无焦油黏结剂新方法制备柱状活性炭。以苯酚值、碘值、亚甲基蓝值、比表面积、孔径分布和强度等指标表征样品性能。采用正交试验法设计实验方案,研究了原料配比、炭化温度、炭化升温速率、活化温度、活化时间等因素的影响,得到了最佳制备条件。     

非焦油黏结剂制备煤基柱状活性炭的试验研究

采用高分子聚合物作为黏结剂,以气肥煤、无烟煤和贫煤为原料,通过配煤法制备柱状活性炭,可以在传统活性炭的基础上大幅度降低柱炭破碎炭的成本。试验结果表明,当活性炭的最佳配比气肥煤∶无烟煤∶贫煤为3∶4∶3、炭化温为600℃、活化温度为900℃及烧失率为63.5%时,可以得到性能优异的活性炭,其碘值为1000 mg/g,亚甲蓝272.5为mg/g,强度为94.32%。     

无烟煤与气肥煤配煤制备中孔活性炭

以贵州无烟煤和山东气肥煤为原料,在不同的原料配比和炭化温度下制备了中孔发达的活性炭。通过测定氮气的吸附等温线,研究了炭化温度和原料配比对活性炭中孔率的影响。试验结果表明：活性炭中孔率随着炭化温度的升高呈增大趋势,原料配比对中孔率没有明显的影响。当无烟煤和气肥煤质量比为3∶1,炭化温度为700℃,在930℃下活化240 min,所制备的活性炭中孔最为发达,总孔容为0.837 6 mL/g,中孔孔容为0.395 5 mL/g,中孔率为47.22%,是相近烧失率商品活性炭的2.5倍。     

原料煤结构特性和添加剂对活性炭孔隙结构及吸附CO_2性能的影响

选用5种原料煤,3种添加剂分别考察煤结构特性和添加剂种类对制备活性炭性能的影响,以比表面积、孔径分布、CO_2吸附量、碘值、微晶结构尺寸对活性炭进行表征。结果表明:由于5种原料煤结构特性的不同,经炭化之后微晶高度和层片宽度都有不同程度的变化。太西煤炭化料的微晶结构在后期活化阶段最为适宜,从而以灰分低、挥发分适中的太西无烟煤为原料,制备的活性炭微孔最为发达,吸附CO_2的性能最佳;3种添加剂中NH_4Cl+KNO_3效果最为显著,制备的活性炭比表面积为1093 m~2/g,微孔孔容为0.415 m L/g,CO_2的吸附量为2.41 mmol/g(0.1 MPa,25℃)。     

原料煤的结构特性和添加剂对活性炭孔隙结构及吸附CO2 性能的影响

选用5 种原料煤,3 种添加剂分别考察煤结构特性和添加剂种类对制备活性炭性能的影响,以比表面积、孔径分布、CO₂ 吸附量、碘值、微晶结构尺寸对活性炭进行表征。结果表明:由于5 种原料煤结构特性的不同,经炭化之后微晶高度和层片宽度都有不同程度的变化。太西煤炭化料的微晶结构在后期活化阶段最为适宜,从而以灰分低、挥发分适中的太西无烟煤为原料,制备的活性炭微孔最为发达,吸附CO₂ 的性能最佳;3 种添加剂中NH₄Cl+KNO₃ 效果最为显著,制备的活性炭比表面积为1 093 m² / g,微孔孔容为0. 415 mL/ g,CO₂ 的吸附量为2.41 mmol/ g(0.1 MPa,25 ℃)。     

新型复配黏结剂代替煤焦油制备柱状活性炭

采用新型复配黏结剂制备柱状活性炭,研究原料配比和工艺参数对活性炭性能及孔径分布的影响。结果表明:原料配比中太西无烟煤有利于微孔发育,煤化程度较低的永城贫煤则有利于中孔发育;活性炭的强度随着烧失率的增大不断下降,碘值、亚甲基蓝值则呈现先升高后下降的趋势;最佳制备工艺为炭化温度600℃、炭化恒温时间0,活化温度890℃、活化时间260 min,制备出的活性炭强度、碘值、亚甲基蓝值和比表面积分别为92.2%、1 052 mg/g、303 mg/g和1 084 m2/g。     

煤基活性炭的原料煤适应性

选取三种性能差异较大、有代表意义的依兰精煤、太西无烟煤和四川无烟煤为原料 ,通过适当地调整工艺参数 ,在实验室生产出具有较好吸附性能的活性炭 ,这表明煤基活性炭具有较广泛的原材料煤适应性 ;试验证明 ,原料煤的性质不同 ,生产出的活性炭有不同的孔径分布和吸附特点。     

不同煤阶煤炭化过程中挥发分组成及微孔变化的研究

用SORPTOMATIC1990吸附仪研究了6种不同煤阶煤（包括无烟煤、贫瘦煤、焦煤、肥煤、弱黏煤、气煤）在3 ℃/min升温速率到1 000 ℃的炭化过程中孔容和孔径随温度的变化规律,并用Bio-rad FTS-165裂解红外测定了各种煤在10 ℃/min升温速率的炭化过程中挥发分的组成及各自的释放温度范围.结果表明:不同变质程度煤在裂解过程中,可挥发性芳香物生成量的大小排序为肥煤>焦煤>瘦煤>气煤,且肥煤芳环上的取代基最多,而弱黏煤和无烟煤生成可挥发性芳香物的量最少.煤阶越低,释放CO2的温度越低,生成的量越多.1 000 ℃生成焦炭的孔容大小排列为：肥煤C1>弱黏煤D1>焦煤B1>无烟煤YQ,比表面积大小排列为C1YQ,B1>D1,平均孔半径大小的排列为：D1B1>YQ>C1.在炭化过程中,C1肥煤的孔容和比表面积变化最剧烈,YQ煤变化最小.C1煤生成焦炭表面积最大为20 m2/g,其它煤成焦表面积3 m2/g.     

压块工艺条件下配煤对活性炭孔结构的调控作用

以大同烟煤为主料,分别和太西无烟煤、霍林河褐煤配煤,采用无黏结剂直接压块工艺制备活性炭,为了研究配煤对活性炭孔结构的调控作用,烟煤和配煤按照质量比100∶0、80∶20、60∶40、40∶60、20∶80进行试验,以碘值、亚甲蓝值和焦糖脱色率作为评价指标,利用密度函数理论解析温度77 K下N2的吸附/解吸曲线,得出活性炭孔容和孔径分布。结果表明:无烟煤和褐煤作为烟煤的配煤制备活性炭会使其孔结构向着不同的方向发育。配入无烟煤促使活性炭以产生新的微孔为主,向着微孔更丰富,总孔容更大的方向发育,碘值和亚甲蓝值随着无烟煤配比的提高而增加,由579 mg/g和128 mg/g分别增加至979 mg/g和135 mg/g;配入褐煤导致微孔短暂的发育后进入扩孔阶段,以至于总孔容减少,中孔容增加,在烟煤和褐煤质量配比在20∶80时,碘值、亚甲蓝值和焦糖脱色率分别为681 mg/g、87 mg/g和18%。     

脱H_2S用活性炭的制备及样品性能研究

分别以5种大同弱粘煤为主煤,以山东气肥煤为配煤,添加粘结剂,柱状成型制备活性炭样品,并对样品的水分、强度、装填密度、pH值、水容量和饱和硫容量等指标进行检测。结果表明,本实验可制备出各项指标均满足GB/T 7701.1-2008中脱硫用煤质颗粒活性炭技术指标要求的样品,其中,CDGb2#和HDa1#2个样品的饱和硫容量分别达到950 mg/g和1 000 mg/g,具有较强的脱除H_2S性能。     

复合黏结剂代替部分煤焦油制备脱硫脱硝炭的试验研究

以太西无烟煤为主要原料、不粘煤和1/3焦煤为辅料制备煤粉,采用复合黏结剂代替部分煤焦油制备脱硫脱硝炭,研究了不同配煤比例对制备的脱硫脱硝炭的耐压强度、吸附性能、孔径分布的影响。结果表明:增加太西无烟煤的比例有利于微孔的发育,增加1/3焦煤和府谷煤的比例有利于中孔的发育;脱硫脱硝炭的强度随着烧失率的增大而不断下降,用复合黏结剂代替部分煤焦油制备的脱硫脱硝炭样品的耐压强度与吸附性能指标均可达到客户的要求。     

烟煤基生物载体的制备及其处理乙二醇污水的试验研究

以宁夏不粘煤、山东肥煤和长治瘦煤为原料,通过炭化方法制备碳质生物载体,研究了炭化终温、原料配比、粘结剂种类及煤焦油添加量对载体密度的影响。当炭化终温为450℃、原料配比为50∶30∶20、每100g原料煤中添加25g煤焦油时,制得最小密度为1.346g/cm3的碳质生物载体。在自制流化床装置上测得该载体的流化性能并与某商品活性炭对比研究后发现,商品活性炭的临界流化速度、全池流化速度和流化床层高度为10cm时的流化速度分别是制得碳质生物载体的1.57倍、1.83倍和1.77倍,表明试验制得的碳质载体具有较好的流化性能。又分别以碳质载体和活性炭为载体利用生物流化床处理乙二醇废水(稀释后COD为3500mg/L),经过碳质载体流化床的出水COD最低可降至240mg/L,对COD的去除率达到93.14%,表明碳质载体具有良好的污水处理效果和实用价值。     

低温氮吸附法和高压吸附甲烷法研究煤的吸附能力

选取几组不同变质程度的煤样(无烟煤、贫煤、瘦煤、焦煤、肥煤、褐煤),在液氮温度下,通过测试煤样在气体饱和蒸气压力范围内对N2的吸附过程及吸附量,绘制低温氮吸附下的Langmuir吸附曲线综合图;同时,对煤样进行高压等温吸附甲烷试验。结果表明,这几组不同变质程度煤低温氮吸附的能力依次为:无烟煤>肥煤>瘦煤>褐煤>贫煤>焦煤,高压吸附甲烷的能力为:贫煤>无烟煤>褐煤>肥煤>瘦煤>焦煤。经过比较分析,在高压条件下,二者的吸附量是有差别的。     

新汶气煤与气肥煤在炼焦配煤中比例提升研究

为扩大炼焦煤资源及降低配煤成本,采用新汶气煤、气肥煤为试验煤样,由煤样的基本性质分析可知其具有较高的活惰比、较高的流变性与容惰能力、黏结性能优异等特性。通过新汶气煤、气肥煤单独成焦试验、煤岩学模拟配煤、工业焦炉炼焦试验,验证高比例配加新汶气煤、气肥煤炼焦的可行性,确定最佳配煤炼焦优化方案。结果表明:马钢利用新矿气煤代替其它1/3焦煤,虽气肥煤比例逐渐提高而所产焦炭质量仍较好。新汶气煤、气肥煤配比的提高有助于焦炭热态性能的改善。在马钢的实际生产中,由原来的配加12%新汶气肥煤可增至配加24%新汶气肥煤,焦炭质量优于国家二级冶金焦标准。配煤时保证煤岩强黏比的比例可在一定程度上保证焦炭质量。     

煤基活性岩的原料煤适应性

选取三种性能差异较大、有代表意义的依兰精煤、太西无烟煤和四川无烟煤为原料，通过适当地调整工艺参数，在实验室生产出具有较好吸附性能的活性岩，迹表明煤基活性岩具有较广泛的原材料煤适应性；试验证明，原料煤的性质不同，生产出的活性。炭有不同的孔径分布和吸附特点。     

高碘低灰煤基活性炭的制备及性能研究

主要通过选取适合制备压块活性炭的煤种,并且在源头上控制灰分,不使用后处理脱灰,制备具有碘吸附值高且灰分低的活性炭样品。选用3种不同地区的煤为原料,通过配煤压块成型的方法制备活性炭,以碘吸附值、强度、灰分为主要评价指标进行性能研究。结果表明,C煤与B煤配比分别为5∶0、4∶1、1∶1、1∶4时,在550℃终温炭化,900℃活化3.5 h的条件下,均可制备出美碘≥1 100 mg/g、美强≥90%、灰分≤10%的活性炭样品。其中,配比为5∶0时,制备的样品的美碘达到1 223 mg/g、美强达到95%、灰分仅为5.46%。     

压块工艺条件下煤种对活性炭孔结构发育的影响

以胜利褐煤、3种低阶烟煤（灵武煤、神木煤、大同煤）和太西无烟煤为原料,采用压块工艺制备煤质颗粒活性炭,借助煤中无机矿物质组分与含量、炭化料微晶结构参数等指标考察煤种对活性炭孔结构发育的影响。结果表明：① 随着煤化程度（Cdaf）的提高,炭化料的微晶层厚度（Lc）和石墨化度(G)升高,活性炭的比表面积（SBET）增大,平均孔径（da）减小;② 煤中的矿物质含量和组成对活性炭的孔结构发育亦有重要影响,灰分过高意味着可以造孔的有机炭含量降低,但无机质中Ca,Fe等物质会催化活化反应,促进活性炭孔的发育。压块工艺条件下,煤种（煤化程度）仍然主要通过影响炭化料内微晶尺度和矿物质组成来影响最终所得活性炭的孔结构。     

载铜活性炭对焦化废水的吸附性能研究

采用载铜活性炭(Cu-AC)吸附处理焦化废水,研究Cu-AC投加量、pH值及温度等因素对Cu-AC吸附焦化废水COD值降低率的影响,探讨Cu-AC对焦化废水吸附性能等温线、吸附动力学及吸附热力学特征.结果表明:在酸性及中性条件下,焦化废水COD值降低率可达到80％以上;吸附等温线符合Langmuir模型,拟二级动力学方程可较好地描述Cu-AC吸附焦化废水过程,吸附热力学参数计算结果表明Cu-AC吸附焦化废水过程为自发、吸热的物理吸附过程.     

利用太西无烟煤制备活性炭及其应用

从物化性质、分子结构以及孔隙结构三方面分析太西无烟煤的特性:物化性质上太西无烟煤属下侏罗纪延安统汝箕沟组,灰分低,经过洗选灰分可降到3%以下,且煤灰成分中主要以促进水蒸气与碳反应的Fe_2O_3、CaO、Al_2O_3、MgO等金属氧化物为主,利于后期的活化加工;分子结构以比较大的缩合芳香核为主(环数在10个以上),含有少量的烷基侧链以及各种杂原子官能团,结构单元之间的桥键数量较多,大分子有序结构排列适中,化学反应活性比较高;原煤孔隙结构发达,以有序的微孔体系为主。这些特性表明太西无烟煤是制备活性炭尤其是气相吸附炭的优质原料,并从液相吸附、气相吸附以及催化剂载体三方面介绍了其应用,对今后的发展与改进方向提出了建议。     

降温促进煤体对瓦斯吸附效应的试验研究

为了减少煤样取心过程瓦斯漏失量和准确测定煤层瓦斯含量,提出了煤样冷冻取心技术,并开展了环境温度对煤体瓦斯吸附特性的影响研究。采用自制温控吸附装置,在20、-10、-20、-30℃条件下,对不同变质程度的无烟煤、贫煤、气肥煤的瓦斯等温吸附特性进行测试,分析环境温度对煤体瓦斯吸附特性影响,研究煤体降温对促进瓦斯吸附的影响规律。研究结果表明:煤体瓦斯饱和吸附量随温度降低线性增大,且随单位温度降低,气肥煤、贫煤和无烟煤饱和吸附量分别增大0.130、0.148、0.189 cm3/g。同时环境温度降低,随之瓦斯吸附平衡压力增大,煤体瓦斯吸附增量百分比先速减,而后缓减直至趋于稳定。降温促进了煤体对瓦斯的吸附,且环境温度越低,煤体对瓦斯的促吸效果越明显。同一吸附平衡压力下,降低单位温度瓦斯吸附增量百分比仅与煤的性质有关,与其温度环境无关。