煤基中孔活性炭的制备

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本文以山东淄博煤矿无烟煤、烟煤(长焰煤)和褐煤为原料,系统研究了制备煤基活性炭过程中原料选择、原料脱灰及物理活化法和化学活化法炭化工艺、活化工艺等对中孔煤基活性炭制备的影响。  利用工业分析、热重分析、红外分析,系统研究了三种原料的基本性质及其炭化特征,根据活性炭制备煤基活性炭的原料选择原则,长焰煤因其变质程度低,结构呈光学各向同性,且含有较多的杂原子,灰分较低,较其他两种煤样适合制备煤基活性炭。  由于所用长焰煤灰分含量8.02%,研究了灰分对活性炭制备的影响,及其预处理工艺对活性炭质量的影响。研究结果表明:脱灰后制得的活性炭,活性炭碘值及亚甲基蓝值有了小幅度的增长,且不同阶段脱灰对活性炭的性能几乎没有影响,说明灰分的存在对活性炭活化造孔过程没有影响,只会影响活性炭的纯度。  采用物理活化法和化学活化法进行煤基活性炭的制备,研究浸渍比、炭化工艺和活化工艺对活性炭碘值及亚甲基蓝值的影响,并对各种方法的活化的机理进行了阐述,研究结果表明,最佳的活性炭制备工艺条件为炭化温度500℃、炭化时间2.0h、活化温度850℃、活化时间2.5h,在最佳条件下制备得到碘值1821mg/g、亚甲基蓝值90.32mg/g的活性炭;H3PO4活化法制备活性炭的最佳工艺条件为:浸渍比为2∶1、炭化温度350℃、炭化时间1.0h、活化温度650℃、活化时间3.5h,在最佳工艺条件下制备活性炭,得到的活性炭碘值1988mg/g、亚甲基蓝值135.21mg/g;ZnCl2活化法制备活性炭的最佳工艺条件为:浸渍比为2∶1、炭化温度400℃、炭化时间1.0h、活化温度600℃、活化时间3.0h,在最佳工艺条件下制备活性炭,得到的活性炭碘值2170mg/g、亚甲基蓝值120.12mg/g;KOH活化法制备活性炭的最佳工艺条件为:浸渍比为3∶1、炭化温度350℃、炭化时间1.5h、活化温度850℃、活化时间3.0h,在最佳工艺条件下制备活性炭,得到的活性炭碘值1992mg/g、亚甲基蓝值110.14mg/g。
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