添加剂作用下大同超低灰煤制备优质活性炭的实验研究

论述了原料煤加入添加剂处理在制备优质活性炭方面的优点,并讨论了添加剂加入方式、加入量、活化时间和活化气流量等对活性炭制备的影响,实验表明,原料煤经过添加剂处理并进行炭化后酸洗工序,在活化时间为1．5～2．0h时,烧失率达到45％,可以制得优质活性炭,产品碘值高于1150mg／g,灰分低于2％。     

制备高吸附性无烟煤活性炭的试验研究

采用正交试验研究晋城无烟煤制备高吸附性活性炭的试验条件,得出最优的水平组合为炭化温度600℃,炭化时间1.5 h,活化时间4 h,添加剂采用质量分数为8%的硝酸钠,在此最佳水平组合下,通过酸洗脱灰,可制得吸附性较高的活性炭产品。     

以大同烟煤为原料制备压块活性炭的研究

煤基压块活性炭是以煤为原料,经过制粉、压块、炭化和活化等工序制得的一种不定性颗粒活性炭。介绍了大同烟煤的煤质特性;简述了以大同烟煤为原料制备压块活性炭的生产工艺、主要设备和实验过程。研究结果表明：采用大同烟煤制备压块活性炭,不用配煤和不需添加剂,所得压块活性炭样品的微孔发达,比表面积达到1 109 m2/g,吸附性能和强度指标均接近和优于参比样品。     

用粘结性烟煤制活性炭

本文重点讨论粘结性烟煤制活性炭的改性处理、生产工艺和活性炭的质量。试验研究表明，用粘结性煤为原料，添加少量亲水性物质作粘结剂后混合均匀成型，经改性、炭化和活化等工序处理，可制得吸附性能好的活性炭。     

配煤制备高吸附性活性炭的试验研究

试验研究表明灵武不粘结烟煤和太西无烟煤以合理配比 ,添加合适的化学物质后 ,经过缓慢炭化 ,脱灰处理 ,活化 ,可以制备出具有高吸附性能的活性炭。     

我国煤基活性炭生产技术现状及发展趋势

活性炭在环保领域得到日益广泛的应用,尤其是水处理用煤基活性炭已成为活性炭的主流产品。综述性评价了煤基活性炭主要生产技术及设备的现状,总结了煤基活性炭孔结构调控的方法,分析了煤基活性炭产业的发展趋势。结果表明,压块活性炭生产技术的推广和多膛炉的应用使得煤基活性炭生产规模大型化成为现实,通过配煤、添加剂和优化炭化、活化工艺参数可以制备出多样化和专用化的煤基活性炭。     

烟煤为原料制备压块活性炭

制备压块活性炭通常需要经过很多道工序才能完成,主要包括:制粉、压块、炭化以及活化等等,生产工艺较为复杂。因此,本文就对以烟煤为原料制备压块活性炭的生产工艺、生产设备以及实验过程展开了深入的研究,希望能有效提升压块活性炭的性能。     

利用大同烟煤生产柱状活性炭的工艺开发

研究了以大同烟煤为原料生产柱状活性炭的工艺,讨论了炭化最终温度、活化温度和活化时间等对工艺的影响,给出了最佳工艺条件。     

氯化锌活化烟杆制造活性炭及孔结构表征

以烟杆为原料，以氯化锌为活化剂，采用一步炭化活化法制备了活性炭。采用正交实验研究了氯化锌浓度、浸渍时间、炭化温度和保温时间对活性炭得率和吸附性能的影响，最佳工艺条件为ZnCl2浓度25％。浸泡时间12h，炭化温度650℃，保温时问20min时，所制造的活性炭其碘吸附值为1080．36mg／g，亚甲基蓝吸附值为170．0mL／g，得率为36．00％。同时测定了该活性炭的液氮吸附等温线，并通过BET、H-K方程、D-A方程和密度函数理论(DFT)表征了活性炭的孔结构。结果表明：该活性炭为微孔型，BET比表面积为1476m2／g，总孔容为0．5798mL／g，微孔孔容达到了0．3498mL／g，微孔容积占总孔容的59．83％，中孔占39．51％，大孔占0．66％。     

FeCl3添加剂作用下煤基压块活性炭的孔结构调控

为了调节煤基压块破碎颗粒活性炭的孔结构,分别以大同烟煤和灵武烟煤为原料,FeCl3为金属添加剂,采用压块工艺制备活性炭,重点考察混合法、浸渍法和离子交换法引入Fe元素对活性炭孔结构和磁性能的影响。利用热重分析了煤的炭化过程和炭化料的活化过程,采用X射线衍射分析了炭化料样品的微晶结构和无机矿物质组成,采用振动样品磁强计和低温N2吸脱附表征了活性炭的磁性能和孔结构。结果表明:混合法和浸渍法引入Fe后,煤在350℃前的质量变化速率增大,350～600℃质量变化速率减小,形成的炭化料石墨化度降低,气化反应性增强,活性炭的比表面积增大,浸渍法使得大同煤基活性炭和灵武煤基活性炭的比表面积分别由672.4 m2/g和498. 9 m2/g增至704.6 m2/g和774.1 m2/g。混合法和浸渍法会显著增强活性炭样品的磁性能,其中混合法使大同煤基活性炭和灵武煤基活性炭样品的饱和磁化强度分别由1.343 0 emu/g和2.639 9 emu/g增至4.417 5emu/g和9.146 5 emu/g。由于原料煤较弱的离子交换能力,离子交换法未能成功引入Fe元素,反而由于溶液呈酸性,降低了原料煤中Ca、Fe系原生矿物质含量,限制了活性炭孔结构发育。     

废弃活性炭在配煤炼焦中的应用研究

用5kg实验焦炉进行配煤炼焦实验,研究了废弃活性炭的添加量与粒径大小对焦炭质量的影响,结果表明：配入一定量的废弃活性炭替代瘦煤进行配煤炼焦是可行的,废弃活性炭的配入量和粒径分别控制在0.5%～2%、0.5～1.0mm时,对焦炭的冷态强度与热态强度不产生影响。用废弃活性炭替代瘦煤炼焦,可以降低配合煤成本,有效解决资源浪费以及环境污染等方面的问题。     

Synthesis of multifunctional photocatalyst vanadium oxide/activated carbon via in situ utilization of stone coal ore

In this work, activated carbon (AC), vanadium oxide (V₂O₅), and V₂O₅/AC photocatalyst were prepared by in situ utilization of stone coal ore for the first time. The synthesis conditions for activated carbon (AC) and V₂O₅/AC were thoroughly investigated via orthogonal experiments and single factor experiments, respectively. The obtained optimal parameters could be directly adopted in practical application about utilization of stone coal ore. The optimal deashing experimental parameters for stone coal ore were: HF concentration of 15%, H₂SO₄ concentration of 15%, acid leaching temperature of 85?°C, and acid leaching time of 2?h. The as-prepared activated carbon from stone coal ore could be applied to the removal of methylene blue. The as-prepared V₂O₅/AC photocatalyst possessed a highly visible-light-driven photocatalytic activity for the removal of Rhodamine B (RhB) dye. The RhB degradation ratio could reach to 90.0% after only 3?h photocatalytic reaction. This photocatalyst would be possibly applied to treatment other organic dye wastewater. Actually, this work would extend the application field of stone coal ore. Most importantly, we hope the proposed new concept that in situ utilization of ore can be widely spread and applied.     

煤中黄铁矿对活性焦SO2和NO吸附性能的影响及机制

黄铁矿(FeS₂)是煤中主要含铁矿物质,且对煤利用具有重要影响,本研究以物理混合的方式在脱灰宁夏无烟煤上负载不同质量分数(0.5%,1%,2%,3%)的黄铁矿,通过水蒸气活化制备活性焦,分析黄铁矿对活性焦制备及污染物脱除性能的影响。结果表明:黄铁矿在活性焦制备过程中发生分解,在水蒸气的参与下最终转化为赤铁矿(Fe₂O₃),且对活性焦的孔结构、微晶结构和表面化学性质等理化结构的形成起调控作用;黄铁矿的加入进一步促进了活性焦微中孔的发育,过量的黄铁矿使煤焦碳结构的无序性增加、石墨化程度降低、孔结构坍塌,NX-1%FeS₂-AC(NX为宁夏酸洗煤,AC为活性焦)的比表面积最高,达到了771 m²/g;黄铁矿可以促进活性焦酸碱官能团的生成,随着黄铁矿含量的增加,活性焦硫容呈现先升高后下降趋势,NX-1%FeS₂-AC表现出最佳的脱硫能力,为68.49 mg/g;与SO₂吸附相比,NO的吸附效果较差,随着黄铁矿含量的增加,NO转化率降低;同时脱硫脱硝过程中,NO吸附迅速达到饱和,整体硫容升高。     

稻壳制备活性炭联产二氧化硅工艺

采用物理法将稻壳炭化,炭化料用酸碱处理,固体残渣经高温水蒸汽活化制备活性炭,脱灰液体采用沉淀法制备SiO2. 结果表明,用2.5 mol/L NaOH溶液按液固比10 mL/g脱灰的炭化料所制活性炭比表面积为961.8 m2/g,比不脱灰炭化料所制活性炭增加136%,总孔容积增加103.8%,对碘和亚甲基蓝的吸附容量分别为1270和300 mg/g. 在10% HCl、煅烧温度600℃条件下所制SiO2粒径为40~60 nm,为无定型结构,比表面积达330 m2/g,纯度达99.84%.     

添加剂作用下煤基中孔活性炭的制备

以贫煤为原料,硝酸盐为添加剂,制得中孔发达的活性炭.利用N2吸附脱附曲线对样品孔隙结构进行了表征,并考察了其吸附性能(碘值和亚甲蓝值).结果表明,未加添加剂时,可以得到中孔孔容0.287 4 mL/g,中孔率达72.43%的活性炭;加入添加剂后,微孔孔容和中孔孔容提高了0.05 mL/g左右.结果还表明,实验用硝酸盐有利于微孔的形成,能促进微孔向中孔的发育,提高总孔容;利用不同浓度的添加剂对活性炭的孔隙可进行定向调变.     

活性炭脱硫剂的制备与应用

概述了制备具有较好脱硫性能活性炭脱硫剂的途径:①选用变质程度和石墨化程序较低、挥发分含量较高的褐煤或烟煤作原料,用1%H2SO4水溶液洗涤,除去灰分;②炭化过程加热升温,将原料煤中可挥发的非碳组分尽量排除干净,使炭转变成类石墨晶体,针对H2S、SO2、有机硫等脱除对象,选择不同的活化条件和活化剂进行活性处理;③用7%Na2CO3、0.5%CuSO4、0.5%FeSO4混合溶液对活性炭进行浸渍改性处理,以提高其脱硫能力。列举了改性MHY30活性炭常温脱硫剂在陕西兴化集团合成氨三触媒流程中除原料气中H2S,脱硫效率>95%,单次硫容>10%,累计硫容>80%。     

Desulfurization and Deashing of Solvent Refined Coal (SRC-I) by High Gradient Magnetic Separation Techniques

Abstract

A pilot-scale high gradient magnetic separations (HGMS) system was assembled to investigate the magnetic separation of ash-forming solids and inorganic sulfur from liquefied coal. The liquefied coal studied was a diluted intermediate product obtained from the DOE-sponsored Tacoma SRC-I pilot plant (50 t/d coal capacity). The magnetic characteristics and particle size distribution of the Tacoma SRC-I liquefied coal were optimized for removal by HGMS. The effect of the following magnetic separator parameters upon the deashing the desulfurization of the diluted liquefied coal was considered: matrix packing density, temperature, applied magnetic field, dilution of and residence time of liquefied coal feed, backflushing of saturated separator parameters upon the deashing and desulfurization of the diluted liquefied model which satisfactorily accounts for HGMS performance was developed. The HGMS system was observed to remove over 90% of the ash-forming materials and inorganic sulfur over a wide range of operating conditions. These removals were increased to 97 and 95%, respectively, with residence times greater than 6 min.     

活性炭吸附法处理乙烯废碱液的研究

以活性炭为吸附剂处理乙烯废碱液,通过单因素实验,考查了吸附时间、吸附温度、活性炭粒度、活性炭投加量、废碱液pH对硫去除率的影响。吸附法处理乙烯废碱液的最佳工艺条件:吸附时间50 min、吸附温度25℃、活性炭粒度20~40目、活性炭投加量1.8 g、乙烯废碱液pH为3。在此条件下可使20 mL乙烯废碱液中硫浓度由1113.25 mg/L降到1.98 mg/L,硫去除率达99.82%,COD浓度由800000 mg/L降到5600 mg/L,COD去除率达99.9%。     

细粒煤浮选磁选联合脱灰脱铁试验研究

为获得满足工业硅生产所需的低灰低铁烟煤,以云南省某煤矿细粒煤泥为试验对象进行磁选、浮选单独脱铁脱灰试验研究,获得最佳磁选、浮选条件,并在此基础上进行浮选磁选联合脱灰脱铁试验。结果表明：磁场强度为1.701 T、煤泥粒度为-0.25 mm时,煤泥磁选、浮选效果较好,可获得相对较高的脱铁率和脱灰率。通过对比先浮选后磁选及先磁选后浮选2种试验流程及分选效果,最终选用先浮选后磁选试验流程,该流程中浮选精煤只需简单调浆即可直接用于磁选,省去了一次过滤,经济效益显著。控制精煤产率在62.08%时,能获得灰分5.94%、铁含量0.28%的合格精煤,达到了工业硅冶炼用烟煤灰分〈6%、铁含量〈0.3%的要求。