制备高比表面积煤基活性炭的理论基础

活性炭优异的吸附性能是以其内部所含的很大的孔容和巨大的内表面积为基础的。在活性炭内的各种孔隙中，以微孔对总比表面积值的贡献最大。微孔的实质是活性炭微晶结构中弯曲的和变形的芳环层或带之间的分子尺寸大小的间隙。高微孔容积活性炭的微晶结构是平面化组成成分进行无规则的、取向性低的排列，即难石墨化炭占主要构成。有机物热解形成炭素前驱体的低温炭化过程对炭素材料的微晶结构有决定性影响，炭素前驱体的结构决定了进一步加热处理时的高温型结构。对于原材料中尚无择优取向排列结构的有机物，经液相炭化，一般形成易石墨化的炭素前驱体；而若经固相炭化，则一般形成难石墨化的炭素前驱体。活性炭作为固相热破坏多孔性产物，其基本微晶结构同样在低温炭化过程中基本形成。以煤为原料，制取优质活性炭的根本途径在于：以无择优取向排列结构的煤作为生产活性炭的原料；控制炭化过程，使原料煤经固相炭化，生成各向同性、难石墨化的炭化物。     

Excel及化工流程模拟软件在化工专业设计课程中的应用

本文介绍了Excel软件和化工流程模拟软件Aspen plus分别在化工原理课程设计和专业综合上的应用,强调了化工原理课程设计中加强学生对专业基础知识和单元设备设计步骤、方法的训练,专业综合设计强化学生对设备设计的优化、过程设计的优化及车间布置等方面工程能力培养的教学理念。     

2～5nm孔集中分布泥炭基中孔活性炭的制备

将泥炭破碎、粉磨、浸渍磷酸后,压块成型、再破碎,置于管式炉经不同活化温度、活化时间制得活性炭。对浸渍磷酸后的泥炭样品在氮气下进行热重分析;测定活性炭样品的碘吸附值、亚甲蓝吸附值和焦糖脱色率,利用气体吸附仪、激光拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱和扫描电子显微镜分别表征其孔结构、碳结构、表面化学和微观形貌。结果表明:泥炭在磷酸活化过程中发生了交联反应,炭化/活化最大失重温度从300℃附近降低至200℃附近;随着磷酸浸渍比和活化温度的升高,活性炭中的无规则石墨层增多、羟基含量减少;磷酸浸渍比增加时,孔隙逐渐发达、吸附性能增强、2～5 nm孔段孔容增大;活化温度升高时,孔隙先收缩(400～550℃)后发生破坏(600℃)、吸附性能下降、2～5 nm孔段孔容减小;随着活化时间延长,活性炭的羟基含量先大幅减小(120～150 min)后无规律变化,孔隙先扩大(120～180 min)后收缩(180 min),吸附性能180 min后迅速下降,碳结构和2～5 nm孔段孔容无显著变化。在磷酸浸渍比1.5、活化温度500℃、活化时间180 min条件下,制得活性炭的比表面积为678.52 m~2·g~(-1),2～5 nm孔段的孔容达0.1475 cm~3·g~(-1)、占总孔容比率为31.04%、占中孔容比率为70.24%。     

TG-DSC测定煤热解反应热过程中确定基线热流的技术方法

利用差示扫描量热仪测定煤热解反应热,仪器输出的总热流信号是由反应热热流和基线热流组成,故基线热流的确定成为测定反应热的关键。论文分析了TG-DSC测定煤及其他非均质有机物热解反应热过程中基线热流的构成,比较了经验法和测定法确定基线热流的优缺点,评估了基线热流各组分的测定方法,尤其关注这些方法对煤热解反应热测定时获取基线热流的可借鉴性。结果表明,TG-DSC测定煤热解反应热时,基线热流是由显热热流和辐射热流差组成;显热热流可借助Merrick模型、灰分比热容经验公式及混合物模型计算求出,辐射热流差则通过研究提出的辐射校正因子λ,将煤热解过程与煤焦热解过程关联后计算确定。最终,由显热热流和辐射热流差之和确定热解过程的基线热流。     

活性炭低温氧/氮等离子体表面改性的研究

利用低温氧、氮等离子体将商品活性炭进行表面改性,采用傅立叶变换红外光谱（FTIR）和电位滴定法分析、测定改性前后活性炭表面官能团的种类与数量.结果表明,同功率下P-O2改性时活性炭烧失率远比P-N2改性的高;在P-O2改性过程中,活性炭烧失率随等离子体发生功率的增大而升高,而在P-N2改性过程中,活性炭烧失率随着等离子体发生功率的变化有一峰值,该峰值在低功率范围内随功率的增大而增大,在高功率范围内随功率的进一步增大反而降低.活性炭经P-O2改性在炭表面上引入了大量的含氧官能团,经P-N2改性的活性炭随着活性炭表面改性强度的提高,表面含氧酸性官能团逐渐减少,含氮官能团逐渐增加,获得了富含硝基、胺基和酰胺基的活性炭.     

多氯联苯污染与治理的研究进展

多氯联苯是最具代表性的环境持久性有机污染物,它具有结构稳定、毒性大、残留性和富集性高、不易降解等特点.在对多氯联苯的分子结构分析的基础上,介绍了其性质和对环境的污染状况,着重讨论了处理多氯联苯的方法,探讨了解决持久性有机污染物的发展方向.     

垃圾衍生燃料制备与特性研究

利用对辊成型的方法以城市固体废弃物(MSW)为原料采用无黏结剂冷压成型工艺制备了垃圾衍生燃料(RDF),研究了掺煤量、成型压力等工艺条件对制备的 RDF 冷热强度、黏结性、反应活性等工艺性质的影响.结果表明,在 RDF 制备过程中掺入煤可以起到调节 RDF 热值的作用,保证 RDF 具有满意的冷热强度,提高反应活性,全面满足了贮存、运输和用于固定床焚烧或气化时对 RDF 的要求.在研究条件下,向MSW 中掺入20%～30%的煤、15 MPa 左右的成型压力是制备 RDF 的较优条件.     

垃圾衍生燃料制备与特性研究

利用对辊成型的方法以城市固体废弃物(MSW)为原料采用无黏结剂冷压成型工艺制备了垃圾衍生燃料(RDF)，研究了掺煤量、成型压力等工艺条件对制备的RDF冷热强度、黏结性、反应活性等工艺性质的影响。结果表明，在RDF制备过程中掺入煤可以起到调节RDF热值的作用，保证RDF具有满意的冷热强度，提高反应活性，全面满足了贮存、运输和用于固定床焚烧或气化时对RDF的要求。在研究条件下，向MSW中掺入20％～30％，的煤、15MPa左右的成型压力是制备RDF的较优条件。     

提高煤基活性炭质量的两个途径

本文在对活性炭吸附性能与其微晶结构关系研究的基础上，指出制取优质煤基活性炭的根本途径在于控制煤的炭化过程，使炭化物成为各向同性、难石墨化、无定形炭结构为主的炭素前驱体，并应根据不同煤的矿物组成特性，对煤（或炭化物、活性炭）进行经济、有效的深度脱灰。综述了煤炭深度脱灰及与制活性炭有关的煤炭化过程的研究现状。     

CO_2作煤粉输送载气对GSP气化过程影响的模拟研究

基于Gibbs自由能最小化原理,将GSP气化过程分解为热解单元和气化单元建模,使用灵敏度工具进行分析,探究CO2和N2分别作为煤粉输送载气时对气化温度、CO和H2以及有效气(CO+H2)产率的影响.结果表明:采用Aspen Plus软件建立的气化模型模拟计算结果与生产数据吻合;与N2相比,以CO2为煤粉输送载气时,气化温度降低约70℃,CO摩尔分数提高约4%、而H2摩尔分数降低约1%,但有效气摩尔分数提高约3%.当CO2流量从12 000Nm3/h升至15 000Nm3/h,气化温度降低约11℃,CO摩尔分数提高约0.15%,H2摩尔分数降低约0.85%,有效气摩尔分数降低约0.7%;当N2流量从12 000Nm3/h升至15 000Nm3/h,气化温度降低约6℃,CO摩尔分数降低约0.33%,H2摩尔分数提高约0.14%,有效气摩尔分数降低约0.19%.CO2作为煤粉输送载气在可减少CO2排放量的同时能够提高气化炉的生产能力和经济效益.