大同煤制备饮用水深度净化专用活性炭试验研究

以大同地区两个代表性矿区煤样为原料,通过加入特殊添加剂的方式,采用压块活性炭制备工艺,得到了性能优良的饮用水深度净化专用活性炭产品,并重点考察了活化时间对产品强度、装填密度、亚甲蓝吸附值和碘吸附值等性能的影响。结果表明:两种原料煤制得活性炭的强度最低分别为95.2%和95.6%,装填密度最低为490 g/L和498 g/L,亚甲蓝吸附值最高均为240 mg/g,碘吸附值最高值达到1100 mg/g以上,均优于现有普通活性炭。通过对比两种原料煤制得活性炭产品的孔结构,说明2号原料煤制得的活性炭产品具有更发达的孔隙结构,其比表面积和孔容分别比1号煤制得产品高出74 m2/g和0.03 mL/g。因此,2号原料煤是制备饮用水深度净化专用活性炭的合适原料煤。     

预氧化处理对大同烟煤压块活性炭性能的影响

选用大同烟煤和高温煤沥青为原料 ,采用压块成型法制造煤质颗粒活性炭 .当制备过程的其他工艺条件相同时 ,氧化预处理可使最终活性炭制品的水容量、碘吸附值、亚甲蓝吸附值和四氯化碳吸附率分别提高 2 7%～ 34% ,1 34mg/g,86mg/g～ 96mg/g和 9%～ 1 3.5 % (绝对算术差值 ) ;当控制最终制品的性能为水容量 1 0 6%～ 1 1 9% ,碘吸附值 >1 0 5 0 mg/g,亚甲蓝吸附值 >2 2 5mg/g,四氯化碳吸附率 67%～ 75 %时 ,氧化预处理可使活化工序的产品得率提高 1 0 %以上 .不论对制品的吸附性能还是对产品的收率 ,氧化预处理都是绝对有利的 .     

新疆煤制饮用水处理用活性炭工艺及应用

新疆煤炭储量大,煤炭资源丰富,煤种多样化且具有灰分低、活性高等特性,是制备水处理用煤基活性炭的优质原料。以新疆主要矿区原煤为原料,采用配煤压块工艺制备活性炭,考察预氧化、炭化、活化等工艺条件及催化剂对活性炭性能的影响,优化饮用水处理用活性炭制备的工艺及主要参数,并表征了活性炭对TOC、CODMn和UV254的吸附能力。结果表明,灰分5%、挥发分35%左右、水分3%～6%的新疆哈密煤、新疆宽沟按60∶40的比例配煤,添加含钾化合物催化剂,在250℃氧化180～200 min、530～560℃炭化150～180 min、920～940℃活化,可制备出碘吸附值1 200～1 320 mg/g、亚甲蓝吸附值280～290 mg/g、平均强度95%、装填密度470～485 g/L的高效水处理活性炭,基于新疆煤质生产的饮用水处理用煤基活性炭产品对水中TOC、COD、UV254的去除率分别为38%、42%、67%,表明新疆煤质生产的饮用水处理用煤基活性炭产品对水中有机物的吸附性能优于美国卡尔岗公司生产的F-400。     

黑龙江配煤制备活性炭的工艺研究

为寻求黑龙江煤制备高比表面活性炭的适宜原料配比及工艺条件,以七台河煤与依兰煤配煤制备活性炭,用正交实验法,考察原料煤配比、碱炭比、活化温度、活化时间等因素对活性炭碘吸附值的影响,获得了最适宜工艺条件：七台河煤与依兰煤配比1／1,碱炭比6／1,活化温度850℃,炭活化时间120min。在此条件下所得活性炭的碘吸附值可达1973mg·g^-1,比表面达1735m^2·g^-1。对于拓宽黑龙江煤炭应用领域具有一定的现实意义。     

宝钢沥青焦制备超级活性炭的研究

宝钢沥青焦具有灰分低、碳含量较高的特点,以宝钢沥青焦为原料,采用KOH活化法制备超级活性炭,并对其吸附性能进行测定。结果表明,该活性炭吸附性能优异,当活性炭碱碳比为4∶1和5∶1,活化温度为800℃时,碘、亚甲蓝、苯吸附值分别达到2 340mg/g～2 480mg/g、445mg/g～455mg/g、1 430mg/g～1 440mg/g,BET比表面积可达2 890m2/g～3 150m2/g,主要性能指标达到日本Marxsorb活性炭水平。试验表明,在制备超级活性炭的过程中,碱碳比是重要的影响因素,其次是温度。     

磷酸法茶渣活性炭的制备及吸附性能

以牡丹花茶饮料生产末端茶渣(以下简称"茶渣")作为活性炭制备原料,考察磷酸与茶渣的浸渍比、活化温度、活化时间对活性炭得率、碘吸附值的影响。结果表明,磷酸法制备茶渣活性炭的最佳工艺参数为:浸渍比(磷酸/原料)为1∶2.5,活化温度550℃,活化时间0.5 h。活性炭得率为29.91%,碘吸附值为968.75 mg/g。含水率为4.80%,灰分含量为17.25%。接近于国家一级活性炭对碘吸附值的要求标准1 000 mg/g。100 mL浓度为10 mg/L的苯酚废水,加入0.1 g活性炭,25℃振荡1 h,pH=5时,茶渣活性炭对于苯酚吸附量达到8.67 mg/g,吸附率约为87%。     

原料灰分及脱灰工艺对KOH活化法制备活性炭的影响

以煤直接液化残渣为原料,采用KOH化学活化法,考察了原料灰分及脱灰工艺对制备活性炭结构性能的影响。实验发现:煤直接液化残渣经脱灰预处理后,进行炭化活化,最后酸洗制备出的活性炭产品性能,相对直接用煤直接液化残渣为原料制得的活性炭,其碘吸附值减少了49.82 mg/g,炭收率提高了14.55%,灰分增加了0.38%;以脱灰残渣为原料,加入10%的Fe_2O_3,不仅能有效提高活性炭产品的吸附性能,而且在一定程度上能起到脱灰作用;用质量浓度5%的稀盐酸对煤液化残渣活化物进行脱灰处理,能得到灰分1.39%、碘吸附值1762.49 mg/g的高性能活性炭,如果用HF作进一步酸洗脱灰处理,能使活性炭碘吸附值提高73.27 mg/g,灰分降至0.72%。     

磷酸法茶渣活性炭的制备及吸附性能

以牡丹花茶饮料生产末端茶渣(以下简称"茶渣")作为活性炭制备原料,考察磷酸与茶渣的浸渍比、活化温度、活化时间对活性炭得率、碘吸附值的影响。结果表明,磷酸法制备茶渣活性炭的最佳工艺参数为:浸渍比(磷酸/原料)为1∶2.5,活化温度550℃,活化时间0.5 h。活性炭得率为29.91%,碘吸附值为968.75 mg/g。含水率为4.80%,灰分含量为17.25%。接近于国家一级活性炭对碘吸附值的要求标准1 000 mg/g。100 mL浓度为10 mg/L的苯酚废水,加入0.1 g活性炭,25℃振荡1 h,pH=5时,茶渣活性炭对于苯酚吸附量达到8.67 mg/g,吸附率约为87%。     

水蒸汽活化工艺对石油焦基活性炭性能的影响

石油焦是易石墨化炭，孔隙率低，因此用水蒸汽法直接活化，吸附性能很差，其碘吸附值小于350mg/g。通过成型法得到了合格的活性炭，并考察了烧失率、活化温度、活化时间、水流量、水炭比等对活性炭吸附性能的影响，以独山子石油焦为原料制得活性炭的碘吸附值与亚甲蓝吸附值分别达871.58，100.67mg/g。     

NaOH活化法制备煤基活性炭的研究

以焦作无烟煤为原料,NaOH为活化剂,采用化学活化法制备煤基活性炭,分别考察了碱炭比、活化温度和活化时间等工艺参数对活性炭吸附性能和收率的影响;利用低温N2吸附法对活性炭的比表面积、总孔容及孔径分布进行了表征.结果表明,在碱炭比为4,活化温度为750℃和活化时间为1 h的条件下,可以制得比表面积为2 483 m2/g,总孔容为1.41 cm3/g,碘吸附值为2 530 mg/g,亚甲蓝吸附值为418 mg/g的煤基活性炭.     

碳酸钾法制备茶渣活性炭工艺优化及吸附性能

以牡丹花茶饮料生产末端残渣(以下简称"茶渣")为原料,以2 mol/L碳酸钾溶液为活化剂,制备茶渣活性炭。研究了剂料比、活化温度、活化时间对茶渣活性炭吸附性能的影响。结果表明,碳酸钾法制备残渣活性炭的最佳工艺参数为:碳酸钾/茶渣剂料比1∶1.5(质量比)、活化温度500℃、活化时间1 h,所得活性炭水分、灰分、得率、碘吸附值分别为4.67%,3.10%,9.89%,931.93 mg/g。接近于国家一级活性炭对碘吸附值的要求标准1 000 mg/g。pH=5时,茶渣活性炭对于苯酚最大吸附量和吸附率分别达到9.35 mg/g,吸附率94%。     

热解活化法制备高吸附性能椰壳活性炭

以椰壳为原料,采用高温直接热解活化法制备高吸附性能活性炭。研究了活化温度、活化时间对活性炭吸附性能的影响。研究结果表明,活化温度为 900 ℃,热解活化时间为 8 h,升温速率为 10 ℃/min,制得碘吸附值为 1 628.54 mg/g,亚甲基蓝吸附值为 375 mg/g 的高吸附性能椰壳活性炭,得率为 9.41 %。氮气吸附实验结果表明,该活性炭比表面积 1 723 m²/g、总孔容积 0.87 cm³/g、微孔容积 0.68 cm³/g、中孔容积0.18 cm³/g、平均孔径 2.03 nm。热解活化制备的椰壳活性炭样品性能优于市售水蒸气法椰壳净水活性炭国家标准。     

碳酸钾法制备茶渣活性炭工艺优化及吸附性能

以牡丹花茶饮料生产末端残渣(以下简称"茶渣")为原料,以2 mol/L碳酸钾溶液为活化剂,制备茶渣活性炭。研究了剂料比、活化温度、活化时间对茶渣活性炭吸附性能的影响。结果表明,碳酸钾法制备残渣活性炭的最佳工艺参数为:碳酸钾/茶渣剂料比1∶1.5(质量比)、活化温度500℃、活化时间1 h,所得活性炭水分、灰分、得率、碘吸附值分别为4.67%,3.10%,9.89%,931.93 mg/g。接近于国家一级活性炭对碘吸附值的要求标准1 000 mg/g。pH=5时,茶渣活性炭对于苯酚最大吸附量和吸附率分别达到9.35 mg/g,吸附率94%。     

高比表面积煤基活性炭的制备及其吸附性能的研究

以太西无烟煤为原料,KOH为活化剂,采用化学活化法制备高比表面积煤基活性炭,着重考察了碱炭比、活化温度、活化时间对活性炭吸附性能的影响。研究结果表明：当碱炭比为4、活化温度为800℃、活化时间为1h时,可以制得比表面积达3215m^2／g,碘吸附值达2884mg／g,亚甲蓝吸附值达548mg／g的高比表面积煤基活性炭。     

物理-化学耦合活化法制煤基活性炭

以神府3#煤为原料,氢氧化钾为化学活化剂,水蒸气为物理活化剂,探讨了物理-化学耦合活化法制备煤基活性炭的工艺条件和耦合活化机理,考察了氢氧化钾与煤的浸渍比、活化温度及总活化时间对活性炭性能的影响.结果表明,当活化温度为700 ℃,碱渍比为0.5,活化时间为60 min时,活性炭的性能较好,碘吸附值为837 mg/g,亚甲基蓝吸附值为409 mg/g, BET比表面积943 m2/g,总孔容积达0.31 cm3/g,煤副产氢气约58 mmol/g.     

改质煤沥青制备活性炭的研究

以改质煤沥青为原料,采用KOH活化法制备活性炭。探讨了碱炭比、炭化时间、活化温度、活化时间等对活性炭吸附性能的影响。结果表明,制备改质煤沥青基活性炭的最佳条件为:碱炭比为4,炭化时间为45 min,活化温度840℃,活化时间140 min,在此条件下,制得改质煤沥青基活性炭的碘吸附值为1 152.8 mg/g。     

水蒸汽活化兰炭粉制备多级孔活性炭及性能表征

以兰炭粉为原料,水蒸汽为活化剂制备粉状活性炭。考察了水蒸汽流量、活化温度、活化时间、兰炭粉粒径对碘和亚甲蓝(MB)吸附值的影响。利用全自动吸附仪分析活性炭的比表面积和孔径分布,利用傅里叶变换红外光谱仪和X射线衍射仪对活性炭表面官能团和活性炭的微晶结构进行表征。实验结果表明:活化温度、活化时间、水蒸汽流量和原料粒度对活性炭的收率和吸附性能都有较大影响。当兰炭粉粒径尺寸为0.9~1.0 mm、活化温度为800℃、活化时间为180 min、水蒸汽流量为50m L/h时,制备活性炭的碘吸附值最高达到1 109.48 mg/g,比表面积为786.82 m2/g。制得的活性炭以微孔和中孔为主,而且具有多级孔的特征。相对于兰炭粉而言,活性炭含氧、含氮官能团数量增多。     

煤基压块活性炭制备工艺研究

以大同烟煤和陕西府谷煤为原料进行实验,利用水蒸气活化法,制备不同配比的具有较高焦糖脱色率的压块活性炭。实验结果表明:在大同煤:府谷煤质量比为6:4,炭化温度550℃、活化温度930℃、烧失率73.5%的条件下,制得的活性炭性能较佳,其指标分别为强度98%,碘吸附值1 130 mg/g,亚甲基蓝吸附值260 mg/g,焦糖脱色率达到98%。     

以煤沥青为粘结剂制备柱状活性炭的工艺参数优化

传统煤焦油基制备柱状活性炭粘结剂存在成本高、污染严重、质量不稳定等诸多问题,文章将煤沥青和膨化淀粉复配为新型粘结剂,以无烟煤为原料制备柱状活性炭。采取正交试验设计实验方案,研究活化温度、炭化温度、活化时间、炭化时间与水蒸气通量对柱状活性炭强度、碘吸附值、亚甲基蓝吸附值以及收率的影响,并利用热重分析仪考察了粘结剂的热性能。结果表明:制备柱状活性炭的最佳工艺参数为:活化温度850℃,炭化温度600℃,活化时间300 min,炭化时间60 min,水蒸气通量0.2 mL/min,其碘吸附值达到1241.1 mg/g,亚甲基蓝吸附值高达159.5 mg/g,强度为75.2%,收率38.9%,说明新型粘结剂可制备出符合要求的净化用柱状活性炭。     

磷酸法海藻基活性炭的制备及吸附性能

以大型海藻铜藻为原料,采用H_3PO_4活化法制备活性炭,考察磷酸与藻粉的浸渍比、浸渍时间、活化温度、活化时间对得率、亚甲基蓝吸附值、碘吸附值的影响。H_3PO_4活化法制备活性炭最佳工艺如下:磷酸与藻粉的质量比为5∶1,浸渍时间100 min,活化温度550℃,活化时间75 min。最佳制备条件下制得的活性炭碘吸附值为528. 8 mg/g,亚甲基蓝吸附值为142. 5 mg/g,得率为43. 74%,比表面积为728. 73 m2/g。pH=2条件下,铜藻基活性炭对于Cr(Ⅵ)最大吸附量和吸附率可分别到达31. 5 mg/g和85%。