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太西无烟煤制备微孔活性炭的试验研究----------------------------------最新精选范文公文分享-----欢迎观看-----------------------------------------------太西无烟煤制备微孔活性炭的试验研究第’%卷!”“+年第’期#月新型炭材料456789:;48?@ABC.’%4B.’文章编号:’”“,$&&!,”’$”“*,$”+ 太西无烟煤制备微孔活性炭的试验研究马蓉’，张丽芳’，张双全’，王新红’，唐志红’，朱文魁’，严红!摘要:研究了在硝酸盐与含钾化合物两种添加剂作用下用太西无烟煤制备微孔活性炭的试验条件。
其制备工艺为经粉磨的原料煤和添加剂混捏挤条，然后炭化和活化。
在试验中利用正交试验法，选定两种添加剂比例、炭化升温速度、活化温度、活化时间作为考查的四个因素，微孔孔容作为考查指标，得出了最佳水平组合:添加剂硝酸盐与含钾化合物的质量比为!/’，炭化升温速度*01%’1，活化温度%!”0，活化时间#.*+。
用氮气吸附法对活性炭产品进行分析，并用2$!法、表征了活性炭产品的比表面、总孔容、微孔孔容和孔径分3$4方程和密度函数理论布等性能指标。
并对添加质量分数为)2的添加剂和无添加剂，其余因素取最佳水平值制得的活性炭产品用35!法进行了孔径分布--------------------------------------------最新精选范文分享--------------谢谢观看-------------------------------------- ----------------------------------最新精选范文公文分享-----欢迎观看-----------------------------------------------分析。
结果表明，相同条件下添加质量分数为)2的添加剂制得的活性炭在微孔孔容和总孔容方面都有较大的提高:微孔孔容从”.’&+,%61,提高到”.#!%%%61,，总孔容从”.!’&)%61,提高到”.*’!&%61,。
太西无烟煤制备蜂窝状活性炭及其用于烟气脱硝的研究的开题报告一、选题背景及意义随着环保意识的不断提高，减少烟气污染已成为一个全球性的问题。
特别是大气中的氮氧化物（NOx）是一种非常有害的气体污染物，它可以导致酸雨、光化学烟雾等环境问题。
因此，烟气脱硝技术得到了广泛的关注。
而蜂窝状活性炭作为一种新型的吸附材料，具有吸附能力强、稳定性好等优点，可以在烟气净化方面发挥重要作用。
基于此，本研究将通过将太西无烟煤制备成蜂窝状活性炭，并研究其在烟气脱硝方面的应用，旨在为环境保护提供技术支持，减少烟气排放对环境带来的影响。
二、研究内容本研究将从以下两个方面展开：1. 太西无烟煤制备蜂窝状活性炭基于太西无烟煤独特的化学组成、物理结构和表面性质，通过化学活化法制备蜂窝状活性炭。
优化制备工艺参数，探究影响活性炭结构和吸附性能的因素，最终获得理想的蜂窝状活性炭材料。
2. 蜂窝状活性炭在烟气脱硝中的应用利用蜂窝状活性炭对烟气中的NOx进行吸附脱除，探究其在不同温度、不同NOx浓度和不同吸附时间条件下的吸附效果。
并通过对比实验研究其与其他吸附材料的吸附性能，为其在工业生产中的应用提供理论基础。
三、研究方法1. 利用太西无烟煤为原料制备蜂窝状活性炭，通过表面形貌、孔结构、化学组成等方面的表征研究其结构性质。
2. 设计吸附实验，探究蜂窝状活性炭对NOx的吸附效果，并对实验数据进行分析。
同时对比研究其与其他吸附材料的吸附性能。
3. 设计实验条件，研究NOx吸附过程中影响吸附效仿的因素，分析其影响规律，并拟定最佳吸附条件。
四、研究预期成果1. 成功制备太西无烟煤蜂窝状活性炭，并掌握影响其制备及吸附性能的关键因素。
2. 研究蜂窝状活性炭对NOx的吸附效果，并与其他吸附材料进行对比，分析其在烟气脱硝中的应用价值。
3. 探究NOx吸附效仿的影响因素和吸附规律，提供最佳吸附条件，为其工业生产提供参考。
压力对活性炭制备过程影响的研究作者：孙仲超， 张文辉， 梁大明， 肖宏生作者单位：煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院(北京)1.张文辉.李书荣.陈鹏.梁大明.王岭.Zhang Wenhui.Li Shurong.Chen Peng. Liang Daming.Wang Ling金属化合物对太西无烟煤制备活性炭的研究[期刊论文]-煤炭转化2000,23(3)2.孙仲超.张文辉.杜铭华.王岭.李书荣.梁大明.SUN Zhong-chao.ZHANG Wen-hui .DU Ming-hua.WANG Ling.LI Shu-rong.LIANG Da-ming压力对太西无烟煤制活性炭的炭化和活化过程的影响[期刊论文]-煤炭学报2005,30(3)3.FU XueLin.LU YongGen.LIU XiangDong.Li JinQuan.Feng JiuHuan Cytological mechanisms of interspecific incrossability and hybrid sterility between Oryza sativa L. and O.alta Swallen[期刊论文]-科学通报（英文版）2007,52(6)4.FU Xiao-peng.HU Jin-yi.HU Hui-rong.BAO Man-zhu Cytological Observation of Microsporogenesis in Male-Sterile Lines of Chinese Pink (Dianthus chinensis L.)[期刊论文]-中国农业科学（英文版）2008,7(5)5.Zhang Dong-fang.Zhang Zhi-yi.Zhu Zhi-ti Cross Breeding of Populus and Its Hybrids for Cold Resistance[期刊论文]-中国林学（英文版）2005,7(3)6.YANG Hong-hua.CHEN Xue-sen.FENG Bao-chun.LIU Huan-fang.ZHENG Zhou Creating New Germplasm by Distant Hybridization in Stone Fruits:Ⅱ-Embryo Rescue and Hybrid Identification Between Plum and Apricot[期刊论文]-中国农业科学(英文版)2004,3(9)7.李江鸿.熊翔.张红波.于澍.肖鹏.黄伯云.Li Jianghong.Xiong Xiang.Zhang Hongbo.Yu Shu.Xiao Peng.Huang Baiyun不同刹车压力下C/C复合材料的摩擦性能与摩擦面研究[期刊论文]-润滑与密封2007,32(4)8.凤仪.陶宁.黄守国.张学斌.王成福.Feng Yi.Tao Ning.HUANG Shouguo.ZHANG Xuebin.Wang Chengfu压力对碳纤维-铜-石墨复合材料接触电压降的影响[期刊论文]-稀有金属2001,25(4)9.李辉.抚顺石油学院石油化工分院(辽宁抚顺).杨尚林.翟玉春.历英锂离子电池正极材料LiNi<,1-y>Co<,y>O<,2>的加压合成[会议论文]-200210.魏相庚.戴德斌.任建成.WEI Xiang-geng.DAI De-bin.REN Jian-cheng延长电动自行车用蓄电池循环寿命的探讨[期刊论文]-蓄电池2007,44(2)本文链接：/Conference_5802820.aspx。
煤基活性炭制备工艺研究煤基活性炭是一种重要的吸附材料，具有广泛的应用领域，如环境保护、水处理、气相净化等。
煤基活性炭制备工艺对其吸附性能和应用效果具有重要影响。
本文将从煤基活性炭的制备原理、工艺条件和研究进展等方面展开讨论，旨在探讨煤基活性炭制备工艺的最新研究进展和发展趋势。
一、煤基活性炭的制备原理煤基活性炭是在一定的条件下，通过煤的热解、气化和活化等过程制备而成的一种多孔材料。
其原理主要包括以下几点：1. 煤的热解：煤在高温下经过一定时间的加热，发生热解反应，生成固体焦炭和气体产物。
这是煤基活性炭制备的起始步骤。
2. 煤的气化：煤在气化剂的作用下，发生气化反应，生成可燃气体和灰渣。
气化是活性炭制备中的关键步骤，通过控制气化剂的种类和用量，可以调控活性炭的孔结构和表面化学性质。
3. 活化过程：经过煤的热解和气化后，得到的焦炭还不能满足活性炭的性能要求，需要进行活化处理。
活化是指将焦炭与活化剂（一般为水蒸气或二氧化碳）接触，使其在高温下发生气相反应，生成更多的活性位点和孔结构，提高活性炭的孔隙度和比表面积。
在实际生产中，煤基活性炭的制备工艺条件是影响其品质和性能的重要因素。
主要包括原料选择、炭化温度、气化剂种类和用量、活化温度和时间等。
1. 原料选择：煤基活性炭的原料主要是煤，而煤的种类、含量和组成对活性炭的性能有很大影响。
一般来说，煤中挥发分和固体碳含量较高的品种适合制备高孔隙度的活性炭，而灰分含量的增加可能会影响活性炭的孔结构和吸附性能。
2. 炭化温度：炭化温度是指煤在高温下发生热解反应的温度。
合适的炭化温度可以保证煤在热解过程中产生足够的焦炭，并且不会烧穿燃烧室。
一般来说，炭化温度在800 ~ 1000℃之间较为适宜。
3. 气化剂种类和用量：气化剂对活性炭的孔结构和表面化学性质有重要影响。
一般来说，二氧化碳气化得到的活性炭比水蒸气气化得到的活性炭具有更多的微多孔和介孔结构，但水蒸气气化更有利于提高活性炭的表面化学性质。
煤基活性炭的制备与电化学性能表征马俊斯【摘要】对太西无烟低灰煤与K2CO3混合制备煤基活性炭进行试验,分析了不同活化温度下所制活性炭的结构与电化学性质,在活化温度为900℃时,制得的活性炭产品比表面积与孔容分别达到2 382 m2/g和1.0964 cm3/g,最大比电容可达到126 F/g.【期刊名称】《煤炭加工与综合利用》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】4页(P57-60)【关键词】无烟煤;煤基活性炭;化学活性;双电层电容;比表面积【作者】马俊斯【作者单位】神华宁夏煤业集团太西炭基工业有限公司,宁夏石嘴山753000【正文语种】中文【中图分类】TQ424.1随着便携式电子产品和数字设备的蓬勃发展以及人们对高功率电力能源需求的不断增长，电化学电容器(ECs)备受关注。
根据电荷存储机理，电化学电容器可分为两类，即电化学双电层电容器(EDLC)和赝电容器。
活性炭(AC)作为双电层电容器的一种材料，由于其来源丰富、价格低廉、环保健康、骨架结构坚实、比电容大(SC)、循环寿命长等优点[1-4]，已被公认为制备电容器最有前景的电极材料。
由于EDLC比电容的产生是来自于电极/电解质界面所形成的双电层，因此许多学者致力于研究如何最大化地提高AC的比表面积和孔隙率。
根据电容器材料的要求，主要有两种方法可提高AC的比表面积和孔隙率：一是选用含有纤维结构的天然材料，另一种是采用活化或激活的方式达到改善提高的目的。
可用于制备AC的生物原料有很多，如稻壳[5]、竹子[6]、木柴[7]、椰壳[8]、坚果壳[9]等。
然而，由于原料来源不稳定、含碳量低、产率低等劣势，限制了生物基活性炭的应用。
近年来，煤炭作为一种优质的生物质衍生炭材料，越来越受到广泛关注，主要原因有[10.11]：① 煤炭(无烟煤)中的固定碳含量高达81.2%以上，均高于竹子、木柴和椰壳等，高的含碳量是高产率的有力保障；② 据官方数据统计，世界可探明的煤炭储量约9090.64亿t，广阔的矿产资源、较低的价格优势使得煤制活性炭的前景乐观；③ 煤炭中所含有的植物纤维衍生物经过百万年的炭化过程，大大简化了活化条件，这不仅可降低AC产品的生产成本，同时也加速了加热过程。
第23卷 第3期煤 炭 转 化V o l.23 No.3 2000年7月COA L CON V ERSIO N Jul.2000金属化合物对太西无烟煤制备活性炭的研究 张文辉1) 李书荣2) 陈 鹏3) 梁大明2) 王 岭2) 摘 要 用密度法分离富集了太西无烟煤镜质组、丝质组,研究了金属化合物NiO,Fe2O3等对太西无烟煤及富集的镜质组、丝质组制备活性炭吸附性能的影响.试验结果表明:加入NiO, Fe2O3等金属化合物可显著改善提高太西无烟煤及富集镜质组制备的活性炭吸附性能.其主要原因是NiO,Fe2O3等金属化合物具有催化活化反应的能力,改变了活化反应机理,从而改善了活性炭的孔结构,提高了活性炭的吸附性能.关键词 金属化合物,无烟煤,活性炭中图分类号 TQ424.10 引 言煤基活性炭是我国生产的主要活性炭产品之一,广泛用于环保、水处理、冶金、化工等领域,和果壳等高档活性炭相比,我国煤基活性炭存在比表面积低、中孔数量少和吸附性能差等问题.煤基活性炭吸附性能主要决定于原料煤性质及生产工艺等因素,在原料煤确定的条件下,生产工艺是影响活性炭吸附性能的主要因素.煤基活性炭生产工艺主要包括原料煤处理、炭化、活化等过程.国内外的试验研究表明[1～4]:金属化合物对炭化、活化过程有重要影响,直接影响碳和水蒸气等活化剂的活化反应速度.宁夏太西无烟煤是我国煤基活性炭生产的主要原料煤之一,以太西无烟煤为原料生产的煤基活性炭约占我国煤基活性炭总产量的60%.本文重点研究了NiO和Fe2O3等金属化合物对太西无烟煤制活性炭吸附性能的影响,试验发现在炭化、活化过程中加入NiO和Fe2O3等金属化合物可显著提高活性炭的吸附性能.1 实验部分1.1 原料煤及金属化合物选用太西无烟煤,其煤岩显微组分及工业分析结果见表1.表1 太西无烟煤煤岩显微组分及工业分析T able1 M acera l compo nents and pr ox imat e ana ly sis of T aix i anthracite*SampleM aceral components analys is/%Vitrin ite Sem i-vitr inite Fu sinite ExiniteProximate analys is/%,adM A V CTaixi anthr.69.3 5.924.80.0 1.31 2.527.0389.14 *W ight of per cen t. 采用密度法分离富集太西无烟煤煤岩显微组分.首先粉碎太西无烟煤,使其95%小于200目,然后加入比重液分选,用美国产HIT ACHI20PR—52D型全自动高速离心机进行分离,分离的煤岩显微组分用蒸馏水反复冲洗,然后过滤干燥.分离富集太西无烟煤镜质组、丝质组煤岩显微组分定量分析结果见第83页表2.试验的金属化合物为NiO, Fe2O3及二者按一定比例配制的混合物,混合物中加入一定量的催化剂助剂,分别用A,B和AB表示.各种金属化合物磨成粉后在成型过程中加入,加国家自然科学基金资助项目(59872013). 1)博士、高级工程师;2)高级工程师;3)教授、博士生导师,煤炭科学研究总院北京煤化学研究所,100013北京 收稿日期:2000-04-05入量为原煤量的1%.表2太西无烟煤分离富集的镜质组和丝质组定量分析结果 T able 1 M a cer al compo nents of vit rinite and fusiniteconcentra ted fr om T aix i anthr acite (%)*M aceral Vitrinite S emi-vitrin iteFus inite Exinite Vitrin ite 90.6 4.6 4.80.0Fus inite11.67.281.20.0 *W eig ht of p ercent.1.2 活性炭样品制备及测试活性炭样品制备工艺包括成型、炭化和活化等过程.成型采用卧式螺旋挤压机成型,加入煤焦油作为粘结剂,加入量为煤粉量的30%.炭化、活化均在小型外热式回转炉中进行,采用程序升温控制仪控制温度.炭化升温速度2℃/m in ,炭化终温600℃,恒温30min;活化温度为900℃,活化剂为过热水蒸气.碘值、亚甲兰等活性炭吸附指标检测均按国际GB 7702.7—87,GB 7702.3—87进行,活性炭比表面采用低温氮吸附法测定,用二参数BET 方程进行计算.2 结果与讨论在不同活化工艺条件下,以太西无烟煤为原料加金属化合物制备的活性炭试验结果见表3.从表3可以看出,在太西无烟煤中加入金属化表3 太西无烟煤制备活性炭试验结果T able 3 P ro per ties o f activ ated car bon prepared fr om T aix i anthra citeM etal com poundActivation temp./℃Yield /%Activation time/m inIod ine numb er/mg/g M ethylene b lue/mg/gS pecific s urface/m 2/g Pore s pecific volume/cm 3/g —90056 901030135 8440.43—90038 1201077165——A 90045 901075195 8950.44A 90040 120112225511420.55B 90047.5901100210 9270.47B 90022.51201133300——AB 90040 90114927011760.56AB90020 1201188330——合物后,对其制备的活性炭吸附性能有显著影响,其中以加入AB 金属化合物效果最好;在制备工艺相同的条件下,与没有加入金属化合物的太西无烟煤制活性炭性能相比,具有比表面积大、亚甲兰指标高和中孔发达等特点.煤不是均一物质,在显微镜下可分为镜质组、丝质组等显微组分,各种显微组分物理化学性质均有差异.[5]以分离富集的太西无烟煤镜质组为原料,加入金属化合物制备的活性炭试验结果见表4.从表4可以看出,在镜质组中加入金属化合物制备的活性炭吸附性能明显提高,其中以加入金属化合物AB 效果最好.在分离富集的丝质组中加入同样的金属化合物,则效果不明显(见第84页表5).这表明太西无烟煤镜质组和丝质组化学性质不同.由于制备活性炭的原料性质对活性炭的吸附性能具有重要影响,因此在活性炭制备中加入的金属化合物,应根据制备活性炭的原料性质进行选择,否则即使加入金属化合物也难以提高活性炭的吸附性能.物理活化法制备活性炭主要靠原料中碳与水蒸气、二氧化碳等活化剂发生不完全氧化反应,使煤中活性高的碳与活化剂反应,使反应后的固体物中形成各种各样的孔隙,使比表面积增大而具有吸附性能.在活性炭制备的活化工艺过程中主要发生以下化学反应: C+H 2O H 2+CO (1) C+CO 22CO(2)表4 太西无烟煤分离富集镜质组制备活性炭试验结果T able 4 Pr operties of activ ated carbon prepar ed fr om v itr init e co ncentr ated fro m T aixi anthracit eM etal com poundActivation temp./℃Yield /%Activation time/m inIod ine numb er/mg/g M ethylene b lue/mg/gS pecific s urface/m 2/g Pore s pecific volume/cm 3/g A 90039 901050210 8630.42A 90032.51201101255 9920.53B 90042 901083210 8280.44B 90032 120114228511410.56AB 90025 90118033012540.6483第3期 张文辉等 金属化合物对太西无烟煤制备活性炭的研究表5 太西无烟煤分离富集丝质组制备活性炭试验结果T able5 Pr operties of activ ated ca rbon prepar ed fr om fusinit e co ncentr ated fro m T aixi anthracit eCatalyst Activationtemp./℃Yield/%Activationtime/m inIod ine numb er/mg/gM ethyleneb lue/mg/gS pecific s urface/m2/gPore s pecific volume/cm3/gA90030.59010482258810.45 A90020 12010762709460.50 B90044 9010331957800.40 B90030 12011002709630.50 AB90045 90 9951808370.42 AB90037.512010872709940.50 国内外的试验研究表明[4],许多金属化合物对反应(1)和反应(2)具有催化作用,即当有金属化合物参与反应时,加快了化学反应速度,改变了其化学反应机理,使原来不能形成孔隙的炭化物发生化学反应,形成孔隙,使活性炭的比表面积增加,孔结构发生变化,吸附性能提高,加入的金属化合物实际上是活化反应的催化剂,只有加入具有催化反应(1)和反应(2)能力的金属化合物,才能改变活性炭的孔隙结构,提高活性炭的吸附性能;否则,即使加入金属化合物,也难以改善和提高活性炭的吸附性能.活性炭吸附性能的提高与加入的金属化合物的性质及种类有关.由于生产活性炭原料中碳的结构及性质不同,因此随着原料中碳性质的变化,能催化反应(1)和反应(2)的金属化合物也不相同,因此加入的金属化合物也应随之改变,否则即使加入金属化合物也不能提高活性炭的吸附性能,反而增加活性炭产品的灰分.从表2和表3可以看出,加入A B金属化合物可以显著提高活性炭吸附性能,这主要是因为AB 金属化合物具有催化反应(1)和反应(2)的功能.4 结 论在太西无烟煤或分离富集的镜质组中,加入AB金属化合物可以显著改善提高活性炭产品吸附性能;其主要原因是A B金属化合物具有催化活化反应的能力,改变了活化反应机理,从而改善了活性炭的孔结构,提高了活性炭的吸附性能.参 考 文 献1 Figueirdo J A,Rivera-U trilla J,Ferro-Garcia M A.Gasification of Active Carb ons of Differen t Texture Impregnated w ith Nick el,Cobalt and Iron.Car bon,1987,25(5):703～7082 M ats umoto S,Ph ilip L,Walk er J R.C har Gasification in Steam at1123K Catalyz ed by K,Na,C a,and Fe-Effect of H2,H2S an d COS.Carbon,1986,24(3):277～2853 富田彰,大冢康夫,宝田恭之.关于褐煤的催化气化研究.燃料化学学报,1988,16(2):111～1174 埃利奥特M A.煤利用化学:下册.北京:化学工业出版社,1991.93～1005 周师庸.应用煤岩学.北京:冶金工业出版社,1985.118～124EFFECT OF METAL COMPOUNDS ON THE PREPARATION OF ACTIVATED CARBON FROM TAIXI ANTHRACITEZhang Wenhui Li Shurong Chen Peng Liang Daming and Wang Ling(Beij ing R esearch I nstitute of Coal Chemistry,CCRI,100013Beij ing) ABSTRACT Vitrinite and fusinite are co ncentrated fro m T aix i anthracite w ith specific g rav-ity.Effects of NiO,Fe2O3on the preparation of activated carbon from Taixi anthr acite and V itri-nite and fusinite co ncentrated fro m Taix i anthr acite have been studied.It w as fo und in the ex peri-ment that adsor ption properties of activated carbon are improv ed by addition of NiO,Fe2O3in pr eparation of activated carbon.It is because that N iO,Fe2O3are capable o f cataly zing the activa-tio n reactio n and changes the mechanism o f activation reactio n.KEY WORDS m etal com po unds,anthr acite,activ ated carbon84 煤 炭 转 化 2000年。
