褐煤活性炭的制備與性能研究_陳雯

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1、第27卷第2期煤炭轉(zhuǎn)化Vol.27No.22004年4月COALCONVERSIONApr.20043褐煤活性炭的制備與性能研究1)2)3)4)5)陳雯劉中華范艷青沈強(qiáng)華馮麗輝摘要針對(duì)云南彌勒豐富的褐煤,采用炭化、破碎、脫雜、加壓成型和活化工藝制備性價(jià)比適宜的褐煤活性炭,得到各工序的影響因素及最佳工藝條件:炭化溫度600℃,時(shí)間115h;脫雜溫度室溫,H2O210%+H2SO45g?L,液固比5∶1,時(shí)間3h,脫灰率38%;活化溫度700℃,活化時(shí)間4h,水蒸氣用量控制在1kg?(kg料·h)時(shí),產(chǎn)品碘吸附值高

2、于1100mg?g;水蒸氣用量控制在019kg?(kg料·h)時(shí),產(chǎn)品碘吸附值高于800mg?g;水蒸氣用量控制在0178kg?(kg料·h)時(shí),產(chǎn)品碘吸附值高于700mg?g.關(guān)鍵詞褐煤,活性炭,制備中圖分類號(hào)TQ42411量為6億t,云南彌勒褐煤工業(yè)分析見(jiàn)表1.工藝流0引言程為:褐煤→破碎→炭化→球磨→脫雜→洗滌→干活性炭是一種孔隙發(fā)達(dá)的多孔材料,當(dāng)它用于燥→拌合→黏結(jié)→加壓成型→活化.液相吸附時(shí),食品工業(yè)用于脫色和香味調(diào)整,水處理表1云南彌勒褐煤的工業(yè)分析(凈化自來(lái)水、處理各種工業(yè)和生活污水等)用于改Ta

3、ble1Chemicalcompositionofthelignitefrom善水質(zhì),醫(yī)藥上用于藥劑脫色和凈化,冶金工業(yè)用于Milecounty,Yunnanprovince從金屬水溶液中吸附提取稀有金屬和貴金屬;當(dāng)它FCdMadAdVdaf作為氣相吸附劑時(shí),一般用于吸附工業(yè)煙氣中多種36.1513.229.9450.93有害氣體,如二氧化硫、氯氣、二氧化碳和苯酚等,治1.2褐煤炭化理工業(yè)煙氣污染.在城市空氣凈化方面也有著獨(dú)特用途.褐煤炭化過(guò)程是指褐煤在隔絕空氣的低溫(500活性炭制備一般以木材、木炭、木屑、椰

4、子殼、果℃～700℃)條件下的干餾過(guò)程.炭化過(guò)程中,褐煤核和無(wú)煙煤為原料.云南省褐煤豐富,探明儲(chǔ)明154內(nèi)的大部分有機(jī)物揮發(fā),非碳元素減少,得到適合于[1]Gt,在全國(guó)僅次于內(nèi)蒙古,位居第二,價(jià)格低廉,易后續(xù)活化的炭材料(半焦).同時(shí),褐煤受熱分解還產(chǎn)于獲得,反應(yīng)活性高,活化時(shí)間短,是以褐煤為原料出液態(tài)的焦油、水和煤氣等副產(chǎn)物,可以綜合回收.制備活性炭的有利方面,但褐煤含碳低、水分大和質(zhì)綜合考慮炭化料質(zhì)量得率,通過(guò)預(yù)備實(shí)驗(yàn)確定:炭化地柔軟又對(duì)利用褐煤制備活性炭帶來(lái)困難.20世紀(jì)溫度600℃,炭化時(shí)間115h.在

5、該條件下得到的炭90年代,國(guó)內(nèi)對(duì)利用褐煤制備活性炭開(kāi)展了許多研化料成分見(jiàn)表2,炭化料得率4315%.[224]究.但工藝及產(chǎn)品質(zhì)量上仍有缺陷,至今無(wú)產(chǎn)業(yè)表2炭化料的化學(xué)成分化報(bào)道,進(jìn)一步研究利用褐煤為原料制備活性炭具Table2Chemicalcompositionofthecarbonizedcoal有實(shí)際意義.FCdMadAdVdaf691158131221010121實(shí)驗(yàn)部分1.3炭化料脫灰1.1原料及工藝實(shí)驗(yàn)原料為云南彌勒新哨褐煤,該礦點(diǎn)褐煤儲(chǔ)炭化料中灰分對(duì)活性炭性能有較大影響.本實(shí)3云南省中小型企業(yè)創(chuàng)

6、新基金資助項(xiàng)目(2001TJ06).1)教授;2)教授、博士生導(dǎo)師;3)碩士;4)副教授;5)教授,昆明理工大學(xué)材料與冶金工程學(xué)院,650093昆明收稿日期:2003211216;修回日期:200420121662煤炭轉(zhuǎn)化2004年驗(yàn)炭化料含灰分較高(22%),X射線衍射分析,其主要成分為:SiO2,Al2O3,Fe2O3,CaO和Mg.本實(shí)驗(yàn)通過(guò)浸出降低灰分,浸出條件為:室溫,H2O210%+H2SO45g?L,液固比5∶1,不同時(shí)間下固體物料中的灰分含量見(jiàn)圖1,在時(shí)間3h時(shí),脫灰率38%,灰分可脫至1316

7、1%.圖3活化溫度對(duì)碘值的影響Fig.3Effectofactivationtemperatureoniodinevalue2.2活化時(shí)間的影響在一定的溫度和水蒸氣流量下(水蒸氣用量圖1浸出時(shí)間與灰分含量的關(guān)系01780kg?(kg料·h),活化時(shí)間對(duì)產(chǎn)率及碘吸附值Fig.1Relationoftheashcontentwith的影響見(jiàn)圖4和圖5.leachingtime1.4活化脫灰后的物料經(jīng)過(guò)捏和、黏結(jié)和加壓成型,晾干后進(jìn)入活化爐進(jìn)行活化實(shí)驗(yàn).2結(jié)果與討論2.1活化溫度的影響圖4活化時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響活化時(shí)間

8、和水蒸氣用量一定(活化時(shí)間4h,水Fig.4Effectofactivationtimeonyield蒸氣用量019kg?(kg料·h),活化溫度對(duì)活性炭產(chǎn)◆——600℃;■——650℃;▲——700℃率和碘值的影響分別見(jiàn)圖2和圖3.圖5活化時(shí)間對(duì)碘值的影響圖2活化溫度對(duì)活性炭產(chǎn)率的影響Fig.5Effectofactivationtimeoniodinevalue◆——600℃;■—