褐煤添加催化剂流化床法生产颗粒活性炭的研究

本文以我国的某种褐煤为原料,添加碳酸钾、硫酸铁和碳酸钾混合物的两种催化剂,采用先慢速碳化后高温水蒸气流化活化的工艺进行了生产颗粒活性炭的研究。讨论了碳化(活化)温度、活化时间以及催化剂添加量对所得活性炭比表面积和吸附性能的影响;并对所得活性炭的吸附等温线及孔径分布进行了测试。研究结果表明,褐煤添加催化剂采用流化床工艺是生产性能优良颗粒活性炭的一条途径,所得活性炭其比表面积达1600m~2·g~(-1),碘值1320mg·g~(-1),苯静态吸附量483mg·g~(-1),酚吸附量100mg·g~(-1),孔容0.75cm~3·g~(-1)可同商品活性炭相媲美。     

褐煤半焦水蒸气活化法制备活性炭的工艺研究

通过对褐煤半焦水蒸气活化法制备活性炭原理的探讨及实验研究,分析了活化温度及时间、水蒸气流量等影响因素;用煤焦油做粘结剂制得的活性炭具有优越的物理和化学性能;在褐煤半焦粒度- 1 0 0目,活化温度70 0℃,活化时间4h ,水蒸气流量1 0 88 .89ml/min时,制得的活性炭碘吸附值达到了1 1 36. 39mg/g。     

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。     

褐煤与石莼共热解制备活性炭及其吸附性能

将褐煤与石莼的混合物进行低温共热解,再将三相产物中的半焦通过KOH活化制备高性能活性炭材料,并探究活化工艺对活性炭吸附性能的影响。结果表明:褐煤中掺混质量分数为30%的石莼,为共热解最佳掺混比,并可共热解得到半焦。最佳工艺条件为:碱炭质量比3.0∶1、活化时间60min、活化温度800℃,此条件下活性炭的碘吸附值和亚甲基蓝吸附值均达到最大值,分别为1 701.64mg/g和699.61mg/g,吸附性能最优。活性炭的BET比表面积高达1 519.318 3m~2/g,微孔比表面积为1 240.491 3m~2/g,微孔结构发达,微孔孔径主要集中在0.4nm～1.2nm。FTIR检测结果表明,活性炭的表面官能团减少,—OH含量较高。SEM分析结果表明,活性炭表面十分粗糙,存在大量孔结构。     

褐煤与生物质共热解特性实验研究

以松木屑和未经干燥的褐煤为原料,在管式炉中进行了两者单独热解及共热解实验.单独热解实验结果表明,随着热解温度的升高,木屑和褐煤热解的气体产率逐渐增加,而液体和固体产率逐渐减少,高温有利于煤中水分的快速蒸发,促进煤热解中间产物与水蒸气的蒸汽重整反应;共热解实验结果表明,松木屑的添加可以调配混合物的n(C)∶n(H),促进褐煤热解;松木屑掺混比例为30%时,碳转化率和产气率的实验值与计算值的差值均达到最大值,说明该条件下两者的协同作用最明显.     

煤中灰成分对活性炭吸附性能的影响

本文讨论了烟煤(不粘煤)酸洗除灰及向褐煤和无烟煤中加入适量催化作用成分后活性炭吸附性能的变化,考察了煤中灰成分对活性炭吸附性能的影咆,是继褐煤和无烟煤酸洗除灰对活性炭吸附性能影响之后的进一步探讨。     

柠条活性炭结构表征与性能研究

利用柠条作为原材料,在350和600℃下进行热解制备生物炭,并对制备的柠条生物炭进行800℃水蒸气活化1 h处理得到柠条活性炭。使用热分析仪和傅里叶红外光谱仪分析了柠条活性炭的官能团组成以及炭化过程中的结构变化,探讨了热解机理。使用扫描电子显微镜和比表面及孔径分析仪观察和分析了活性炭的孔结构特征;采用碘吸附法研究了柠条活性炭的吸附性能。结果表明:柠条炭化过程中,半纤维素、纤维素和木质素在150~680℃较宽的温度范围内发生热解,并获得柠条生物炭。炭化的本质主要是打开长链醇羟基、烃基,获得结构简单的芳香族化合物。柠条在600℃炭化、800℃水蒸气活化后制备的活性炭保持了纤维组织的骨架结构,并具有大量的孔结构,以5 nm以下的孔结构为主,比表面积达到187 m²/g,碘吸附值可达221 mg/g,柠条是制备活性炭的理想材料。     

生物质和煤基活性炭制备过程的活化特性比较

分别以稻壳、木屑及褐煤为原料用水蒸气活化法制备了活性炭,比较了所得活性炭的吸附性能和炭化料的反应活性,探明了造成不同原料活化特性差异的原因。结果表明,活化过程中生物质原料的反应活性优于褐煤,炭化料的活化速率遵循脱灰稻壳>木材炭化料>稻壳炭化料>褐煤炭化料。通过对炭化料进行元素分析、气化反应活性分析、BET、SEM、XRD、FTIR、XPS等物理和化学性质的表征,揭示了不同原料表现出不同活化特性的原因。结果表明,在相同炭化和活化条件下,原料挥发分越高,灰分越低,炭化料有机含氧量越高,则水蒸气的活化速率越快,更容易在短时间内制备出高性能的活性炭。     

尾气回收用椰壳活性炭制取及吸附性能研究

采用椰壳为原料,水蒸气为活化介质制备活性炭,用于多晶硅生产尾气回收净化。检测丁烷吸附性能间接反映氯硅烷吸附特性。结果发现,微孔率与丁烷吸附性能没有明显关系,活性炭孔径均匀分布利于丁烷吸附,丁烷工作容量最佳吸附孔径为1.1~5.76 nm。比表面积和碘值对丁烷吸附有重要影响,丁烷工作容量和活性变化趋势基本相同。     

文摘

正竹材微正压热解自活化制备高吸附性能活性炭的机制研究[刊,中]/孙昊,孙康,蒋剑春,等//林产化学与工业,2019 (5):19-25以竹材加工剩余物为原料,在不添加活化剂的条件下,开展了微正压热解自活化制备活性炭的研究,通过热重-质谱分析、热解炭化和热解自活化对比,以及热解自活化尾气监测,探究热解过程中活性炭孔隙结构的形成机制。研究结果     

半焦改性技术研究及应用进展

我国有丰富的半焦资源,这些半焦如果不能对其有效利用会严重污染环境.半焦未热解完全,有极发达的微孔结构,具有一定的吸附性能,但未改性半焦的吸附能力不及普通活性炭,因此半焦在用于吸附剂之前均需进行活化以提高其吸附性能,常用活化方法主要为物理活化及化学活化法.综述了半焦的孔隙结构及其活化机理,介绍了近些年半焦在水蒸气活化、氧...     

不同活化法制备的聚丙烯腈基活性炭纤维的性能比较

利用水蒸气活化法、KOH活化法、H3PO4活化法制备聚丙烯腈基活性炭纤维，并对用不同活化方法所制得的活性炭纤维进行吸附性能测试和比较。结果表明，在较佳工艺条件下化学活化法制备的活性炭纤维的吸附性能强于水蒸气活化法制备的活性炭纤维。     

甘蔗渣与褐煤低温共热解产物特性分析

采用自制的低温热解装置研究褐煤与甘蔗渣(SB)共热解过程中添加甘蔗渣对褐煤热解特性的影响.结果表明:随着甘蔗渣掺混比的增加,热解油产率呈现先增大后减小的趋势.在甘蔗渣掺混比为20%(质量分数,下同)时,热解油产率达到最大值16.7%,比褐煤单独热解得到的焦油产率增加了13.7%,与焦油计算值产率出现0.57%的最大正偏差.热值分析得出共热解过程有利于褐煤和甘蔗渣的能量富集,共热解半焦比原煤半焦的热值大;焦油的FTIR谱表明,添加甘蔗渣会促进褐煤中—OH和—CH_3官能团的断裂和分解,会使甘蔗渣中羧基官能团以其他含氧官能团形式转移到焦油中,有利于焦油轻质化;热重分析表明,热解过程分为三个阶段,甘蔗渣的添加对褐煤的快速热解阶段影响显著,使褐煤的最大失重速率增加,提高了8.96%,最大失重速率所对应的热解温度降低了98.8℃,甘蔗渣的添加一定程度上促进了热解反应的进行.     

热解气氛与温度对褐煤半焦“一步法”甲烷化活性的影响

为提高褐煤热解多联产技术中半焦的利用效率,本文提出将低温热解半焦用于"一步法"制甲烷技术,考察了热解条件对半焦性质和一步甲烷化活性的影响。利用管式炉制备了不同气氛和温度的褐煤热解半焦,采用傅里叶红外光谱、X射线衍射技术和固定床反应器,对半焦表面化学、微晶结构和甲烷化活性进行了表征。结果表明,与N2和H2氛围相比,褐煤在水蒸气氛围中进行热解,半焦表面含氧官能团受到保护而含量更高,同时石墨化程度因受阻而降低,甲烷化活性更高;在水蒸气氛围中,773~873K范围内,随着热解温度升高,褐煤裂解反应进行程度加深,半焦表面含氧官能团数量降低,石墨化程度增加,致使甲烷化活性降低。总之,在水蒸气氛围中,773K时热解形成了一步甲烷化反应活性最好的褐煤半焦,对于低阶褐煤热解过程与气化过程优化联产具有重要指导意义。     

污泥基活性炭负载金属催化剂对市政污泥低温热解特性的研究

以城市污水处理厂剩余污泥为原料,制备了3种污泥基活性炭负载金属催化剂,在相同热解条件下,研究了其对产物特性的影响。利用剩余污泥热重分析(TGA)和油品分析(GC/MS)探讨了热解过程的反应机理,结果表明,热解主要发生在100～550℃之间,添加催化剂后产油率均有所提高,其中当催化剂SC-Cu的添加量为2%时,产油率由无催化剂时的20. 36%提高到30. 08%。此外,通过扫描电子显微镜(SEM)和氮气吸附脱附对3种负载型催化剂进行表征,结果表明,污泥表面不光滑,其形貌呈不规则孔道结构,有利于小颗粒粒子负载于其表面,两者相互作用为热解过程提供了有效的传质空间,有效增加了催化剂活性。     

一种生物质活性炭的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能

以磷酸为活化剂,将稻壳、柚子皮分别与核桃壳按一定质量比混合,进行热解,制备了高吸附性能的生物质活性炭。研究结果表明:以柚子皮+核桃壳制备的生物质活性炭吸附亚甲基蓝2 h即可达平衡;比商品活性炭具有较优的吸附性能,对亚甲基蓝的吸附值达574.6 mg/g,吸附过程符合准二级动力学方程,等温吸附满足Langmuir等温吸附模型,属于自发进行的良性吸附。研究利用生物质废弃物,将其再利用并制备对染料吸附性能优良的生物质活性炭,可望成为环境友好型活性炭,并为生物质热解产物的资源化利用提供了应用前景。     

一种生物质活性炭的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能

以磷酸为活化剂,将稻壳、柚子皮分别与核桃壳按一定质量比混合,进行热解,制备了高吸附性能的生物质活性炭。研究结果表明:以柚子皮+核桃壳制备的生物质活性炭吸附亚甲基蓝2 h即可达平衡;比商品活性炭具有较优的吸附性能,对亚甲基蓝的吸附值达574.6 mg/g,吸附过程符合准二级动力学方程,等温吸附满足Langmuir等温吸附模型,属于自发进行的良性吸附。研究利用生物质废弃物,将其再利用并制备对染料吸附性能优良的生物质活性炭,可望成为环境友好型活性炭,并为生物质热解产物的资源化利用提供了应用前景。     

生物质热解及生物质与褐煤共热解的研究

褐煤及生物质均具有隔绝空气受热时化学结构发生裂解的特性．经过热裂解可得到半焦、焦油和煤气等三种形态的物质．对于一定的煤及生物质来说,三种形态产物的产率将因热解条件不同而有差异．研究选取了龙口褐煤,选取了木屑和核桃壳两种生物质,在一定的条件下进行低温热解．考察了生物质热解及生物质与褐煤共热解时,三种形态产物产率的差异．考察了低温热解所得半焦直接作为吸附剂使用的性能．吸附实验结果表明,不经任何处理的低温热解半焦吸附亚甲基蓝的单位吸附量可以达到7．3mg／g．     

煤多联产半焦碳酸钾/水蒸气联合活化法制备活性炭的研究

以煤多联产半焦为原料,采用碳酸钾/水蒸气联合活化法制备了适用于烟气脱硫、废水中有机物去除等吸附场景的功能活性炭,并对比了其孔结构和吸附性能与采用常用活化方法制得的活性炭的孔结构和吸附性能.结果表明:半焦经碳酸钾/水蒸气联合活化可以得到微孔率为83％、比表面积为671.7 m2/g的活性炭,其苯酚吸附值达105.2 mg...     

活性炭孔结构及表面特性对油气吸附性能的影响

活性炭的孔结构和表面特性对其油气吸附性能有着十分重要的影响。本文对市售活性炭分别采用活化和氢还原的方法进行处理,采用N_2吸附、IR、元素分析等表征方式研究活性炭处理前后的结构性能,探究活性炭的表面与孔结构特性对其油气吸附性能的影响。结果表明:经高温水蒸气活化和氢还原处理后,活性炭的孔结构和表面含氧基团均发生改变,对活性炭油气吸附性能有较大的影响。其中活性炭的孔结构特性对其吸附油气能力起决定作用,经水蒸气活化,孔径在1～2 nm之间的孔发达,对油气的穿透吸附量提高47.5%;经高温氢气处理后的活性炭,表面含氧量降低了23%,对油气的穿透吸附量提高23.9%。