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煤基活性炭定向制备:原理·方法·应用
被引量：
62
1
作者
解强
张香兰
+2 位作者
梁鼎成
曹俊雅
刘金昌
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第1期100-127,共28页
依托丰富的煤炭资源,我国成为世界上最大的煤基活性炭生产国。简要回顾了我国煤基活性炭工业的起源和发展历程,介绍了煤基活性炭的制备方法、生产工艺及应用现状,分析影响活性炭合理应用的因素,着重讨论了活性炭定向制备的概念、原理、...
依托丰富的煤炭资源,我国成为世界上最大的煤基活性炭生产国。简要回顾了我国煤基活性炭工业的起源和发展历程,介绍了煤基活性炭的制备方法、生产工艺及应用现状,分析影响活性炭合理应用的因素,着重讨论了活性炭定向制备的概念、原理、方法及应用,提出了我国活性炭工业发展面临的重要问题和亟待研究的课题。结果表明:活性炭具有发达的孔隙结构,依据其对气、液相中微量成分选择性吸附的能力,在国防、医药、食品、化工行业得到广泛应用,近年来在能源、环境领域发现极大的应用前景;物理活化法是煤基活性炭制备的基本方法,原煤破碎活性炭、柱状活性炭及压块活性炭工艺是目前煤基活性炭的主要工业生产工艺,尤其是压块活性炭工艺,由于产能大、产品质量高且稳定并适于配煤、添加剂调孔,已成为新建、扩建活性炭企业的首选;孔结构、表面化学、形状、机械强度、流体力学性能等是影响活性炭应用的主要因素,"活性炭定向制备"即以用途对活性炭组成、结构和性能的要求为导向,制备具有适宜组成、孔结构、应用性能的活性炭产品,按照煤基活性炭定向制备涉及的指标及相互关系、影响因素、调控方法及难度,以孔结构调节为中心开发煤基活性炭定向制备技术成为主要策略;孔结构调控是在保证活性炭孔隙充分发育的前提下根据应用需求调节活性炭不同尺寸孔在总孔容中的比例,筛选原料煤、配煤、添加剂、优化工艺参数等措施,可以在不同程度上控制炭化过程,使炭化向生成各向同性、非石墨化、反应活性高、初生孔隙发达炭化物的方向发展,为活化阶段活化剂-炭基质间反应速度的调变打下基础,易于孔结构调控;煤基活性炭定向制备技术已应用于低灰高比表面积活性炭、磁性活性炭及兼有双电层电容和法拉第电容的高容量电极炭的研制,此外,在单种活性炭难以满足应用途径对活性炭提出的综合性能指标要求的情况下,配炭或是一种有效的解决途径。活性炭孔结构的精准量化调控、中孔活性炭的制备、配炭等研究尚待进一步深入;活性炭应用研究,利用西部高碱煤中内源性碱(土)金属调控煤基活性炭孔结构,开发洁净活性炭生产工艺,是煤基活性炭定向制备面临的新课题。
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关键词
煤基活性炭
定向制备
孔结构
配煤
添加剂
配炭
压块活性炭
磁性活性炭
电极炭
高碱煤
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职称材料
煤基成型活性炭活化实验研究及性能表征
被引量：
12
2
作者
宋永辉
李延霞
+1 位作者
史军伟
兰新哲
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第10期25-28,33,共5页
以低变质粉煤与液化残渣为原料,水蒸气为活化剂,研究了活化时间与活化温度对成型活性炭吸附性能、抗压强度和活性炭收率的影响。采用N2吸附、SEM、碘吸附等手段对成型活性炭的孔径分布及吸附性能进行了分析表征。研究表明,经700℃炭化1....
以低变质粉煤与液化残渣为原料,水蒸气为活化剂,研究了活化时间与活化温度对成型活性炭吸附性能、抗压强度和活性炭收率的影响。采用N2吸附、SEM、碘吸附等手段对成型活性炭的孔径分布及吸附性能进行了分析表征。研究表明,经700℃炭化1.0h,800℃水蒸气活化1.5h制备的成型活性炭碘吸附值为820mg/g,活性炭收率为36.63%,抗压强度为0.08MPa,比表面积为509m2/g,其总孔容积达0.35cm3/g。随着活化时间的延长,成型活性炭的碘吸附值先增大后减小,炭化收率和抗压强度都逐渐降低;随着活化温度的升高,成型活性炭的碘吸附值先增大后减小,炭化收率和抗压强度都逐渐减小。
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关键词
成型活性炭
碘吸附值
抗压强度
收率
比表面积
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职称材料
大同侏罗纪烟煤制备压块活性炭成型性能研究
被引量：
6
3
作者
蒋煜
阳金
解强
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2016年第11期178-183,共6页
为提高压块活性炭的强度,采制大同侏罗纪烟煤煤样,经破碎、粉磨制成煤粉,在煤焦油沥青存在下将煤粉制成压块成型料后炭化至600℃制成炭化料,测定压块成型料和炭化料样品的耐压强度和磨损强度,并研究煤粉粒度、水分、沥青添加量和成型压...
为提高压块活性炭的强度,采制大同侏罗纪烟煤煤样,经破碎、粉磨制成煤粉,在煤焦油沥青存在下将煤粉制成压块成型料后炭化至600℃制成炭化料,测定压块成型料和炭化料样品的耐压强度和磨损强度,并研究煤粉粒度、水分、沥青添加量和成型压力对压块成型料和炭化料强度的影响规律。结果表明,压块成型料和炭化料的耐压强度呈现一致的变化规律,炭化过程中料块出现微裂隙导致炭化料的耐压强度低于成型料;水分对耐压强度的影响规律不明显;减小煤粉粒度、增加沥青含量和提高成型压力对耐压强度的提升有促进作用;成型压力和水分对磨损强度影响规律性并不明显,减小煤粉粒度和增加沥青含量可提升炭化料的磨损强度。在煤粉74μm(200目)通过率为96.5%、水分和沥青添加量(质量分数)均为10%、成型压力120 MPa时,以大同侏罗纪烟煤为原料可制备出高强度的压块活性炭产品。
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关键词
煤基活性炭
压块活性炭
煤焦油沥青
煤粉粒度
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职称材料
大同煤制备饮用水深度净化专用活性炭试验研究
被引量：
8
4
作者
牛翰彬
王振军
孙仲超
《洁净煤技术》
CAS
2014年第2期73-75,23,共4页
以大同地区两个代表性矿区煤样为原料,通过加入特殊添加剂的方式,采用压块活性炭制备工艺,得到了性能优良的饮用水深度净化专用活性炭产品,并重点考察了活化时间对产品强度、装填密度、亚甲蓝吸附值和碘吸附值等性能的影响。结果表明:...
以大同地区两个代表性矿区煤样为原料,通过加入特殊添加剂的方式,采用压块活性炭制备工艺,得到了性能优良的饮用水深度净化专用活性炭产品,并重点考察了活化时间对产品强度、装填密度、亚甲蓝吸附值和碘吸附值等性能的影响。结果表明:两种原料煤制得活性炭的强度最低分别为95.2%和95.6%,装填密度最低为490 g/L和498 g/L,亚甲蓝吸附值最高均为240 mg/g,碘吸附值最高值达到1100 mg/g以上,均优于现有普通活性炭。通过对比两种原料煤制得活性炭产品的孔结构,说明2号原料煤制得的活性炭产品具有更发达的孔隙结构,其比表面积和孔容分别比1号煤制得产品高出74 m2/g和0.03 mL/g。因此,2号原料煤是制备饮用水深度净化专用活性炭的合适原料煤。
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关键词
活性炭
大同煤
添加剂
压块
孔结构
活化时间
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职称材料
FeCl3添加剂作用下煤基压块活性炭的孔结构调控
被引量：
6
5
作者
姚鑫
杨乾
+3 位作者
赵学松
叶鹏涛
王帅帅
邱丽君
《洁净煤技术》
CAS
2020年第4期111-118,共8页
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...
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N 2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 m^2/g和498.9 m^2/g增至704.6 m^2/g和774.1 m^2/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1.3430 emu/g和2.6399 emu/g增至4.4175 emu/g和9.1465 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。
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关键词
活性炭
孔结构
压块
催化活化
磁性能
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职称材料
新疆典型煤种制成型颗粒活性炭及工艺优化研究
被引量：
3
6
作者
李秀春
《煤炭工程》
北大核心
2023年第6期176-182,共7页
选用哈密弱黏煤、准东不黏煤作为原料,采用低速炭化和物理活化工艺制备成型颗粒活性炭,调节煤粉粒度、炭活化参数进行工艺优化。检测了活性炭的碘值、亚甲蓝值、强度等,并通过低温氮吸附法,获取其表面积和孔结构参数。结果表明:哈密煤...
选用哈密弱黏煤、准东不黏煤作为原料,采用低速炭化和物理活化工艺制备成型颗粒活性炭,调节煤粉粒度、炭活化参数进行工艺优化。检测了活性炭的碘值、亚甲蓝值、强度等,并通过低温氮吸附法,获取其表面积和孔结构参数。结果表明:哈密煤可制得碘值1135 mg/g、强度92.9%压块活性炭,煤粉粒度对强度影响较大;炭化终温650℃、在950℃下活化140 min是理想工艺条件;准东煤难以制成压块活性炭;两种原料煤均可制成柱状活性炭,煤粉细度对所制柱状活性炭强度影响不大,煤焦油是形成柱状活性炭强度的关键;煤焦油中沥青在炭化过程中易形成取向度高、更为规则结构,不利于后续的活化造孔;在炭化终温650℃条件下,弱黏煤制备活性炭理想活化时间为160 min,不黏煤需要延长至180 min,所制活性炭的碘值分别为945 mg/g和912 mg/g;煤中惰质组的反应活性较弱,惰质组含量较多的准东煤需要较长的活化时间才能发育出较为发达的孔隙。
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关键词
新疆煤
压块活性炭
柱状活性炭
工艺优化
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职称材料
煤基压块活性炭在水深度净化过程的吸附特性
被引量：
4
7
作者
陆晓东
麻荣福
+2 位作者
解炜
杜辉辉
梅胜权
《洁净煤技术》
CAS
北大核心
2022年第9期145-153,共9页
活性炭作为关键材料应用于水体深度净化处理工艺较为成熟可靠,国内大多数城市的市政自来水生产采用活性炭水深度净化工艺。以活性炭作为吸附剂对水中典型污染物进行净化处理,研究活性炭在水体深度净化过程中的吸附特性,为饮用水处理中...
活性炭作为关键材料应用于水体深度净化处理工艺较为成熟可靠,国内大多数城市的市政自来水生产采用活性炭水深度净化工艺。以活性炭作为吸附剂对水中典型污染物进行净化处理,研究活性炭在水体深度净化过程中的吸附特性,为饮用水处理中活性炭的选择提供依据。采用新疆煤为原料制备的高效压块活性炭作为吸附剂处理黄浦江原水,以水体中UV_(254)和COD(Mn)为深度净化效果的评价指标。采用吸附等温模型和拟二级动力学模型对静态吸附试验数据进行拟合,评价活性炭对水中污染物的吸附性能;研究不同通水量条件下活性炭净化效果;采用上向流(自下而上)曝气生物吸附装置对黄浦江原水进行处理,推算活性炭服务期限;分析活性炭最佳再生试验条件。结果表明,该活性炭对黄浦江原水中以UV_(254)和COD(Mn)为指标的物质平衡吸附容量分别为0.481(cm·g)^(-1)和13.889 mg/g,相较于COD(Mn)指标,活性炭对以UV_(254)为指标的物质吸附更快;采用动态试验研究活性炭的处理效果,当通水倍数达到6990时活性炭对以UV_(254)和COD(Mn)为指标的物质吸附基本达到平衡,此时UV_(254)去除率降至50%,COD(Mn)去除率降至5.9%。对比吸附饱和活性炭与新活性炭的理化参数,发现在长期水流冲刷和水流剪切力作用下,活性炭的粒径变小、装填密度和强度增加。活性炭的服务期限主要通过其物理寿命反映,根据曝气及反冲洗过程中活性炭炭层和粒度的损耗程度,推算其服务期限约9.2 a。综合分析活性炭再生得率、再生后吸附性能恢复情况及再生成本等,当再生温度850℃、水蒸气流量80 m^(3)/min时,最优再生时间为3 h,可再生3次。
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关键词
新疆煤
高效压块活性炭
黄浦江原水
UV
254
COD(Mn)
吸附性能
再生时间
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职称材料
煤基活性炭在臭氧-生物活性炭净水工艺中的应用及展望
被引量：
1
8
作者
李秀春
《洁净煤技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第8期84-94,共11页
水源水污染的加剧及用水标准的提高,使高效、经济的臭氧-生物活性炭(O_(3)-Biological Activated Carbon,O_(3)-BAC)饮用水深度净化工艺应用更加广泛。基于O_(3)-BAC工艺及净化机制,讨论煤基活性炭的作用和失效判断方法,分析净水用活性...
水源水污染的加剧及用水标准的提高,使高效、经济的臭氧-生物活性炭(O_(3)-Biological Activated Carbon,O_(3)-BAC)饮用水深度净化工艺应用更加广泛。基于O_(3)-BAC工艺及净化机制,讨论煤基活性炭的作用和失效判断方法,分析净水用活性炭关键影响因素。结合煤基压块活性炭的生产工艺、所用原料煤及配煤调节孔结构的研究现状,展望了煤基活性炭在O_(3)-BAC净水工艺中的发展趋势。活性炭在O_(3)-BAC工艺中具有吸附、协同及生物载体作用,对溶解性有机物、异味和消毒副产物都有较好的净化效果。漂浮率、强度、装填密度及孔结构是O_(3)-BAC用活性炭关键指标,压块活性炭孔隙可调、强度高、漂浮率低,表面粗糙截污能力强,依托国内稀缺的原料煤资源生产的活性炭有望满足O_(3)-BAC工艺对活性炭组成性能指标的严苛要求。由于利用配煤技术很难在工业生产规模上准确、量化地调控活性炭孔结构,O_(3)-BAC滤池中采用活性炭混配技术是目前可行的解决方案,值得进一步研究。此外,现有的活性炭标准体系尚不能全面涵盖生产、应用的各个环节,需尽快研究制定滤池反冲洗、活性炭服务期限、再生技术指标等标准。
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关键词
煤基活性炭
臭氧-生物活性炭
净水
关键指标
混配技术
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职称材料
题名
煤基活性炭定向制备:原理·方法·应用
被引量：
62
1
作者
解强
张香兰
梁鼎成
曹俊雅
刘金昌
机构
中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院
出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第1期100-127,共28页
基金
教育部留学回国人员科研启动基金项目“煤基活性炭定向制备技术”、教育部高等学校博士学科点专项科研基金项目“一步法制备超级电容器用功能活性炭”
中国矿业大学青年科研基金项目“煤炭化路径及控制的研究”
+3 种基金
黑龙江省科委重点项目“超纯煤制备优质活性炭的研究”
国家自然科学基金项目“活性半焦的催化法制备及其脱硫机理研究”、国家自然科学基金项目“双功能添加剂作用下一步法制备结构可控煤基磁性活性炭”
国家高技术研究发展计划(863计划)项目“煤基磁性活性炭定向制备技术”
中央高校基本科研业务费项目。
文摘
依托丰富的煤炭资源,我国成为世界上最大的煤基活性炭生产国。简要回顾了我国煤基活性炭工业的起源和发展历程,介绍了煤基活性炭的制备方法、生产工艺及应用现状,分析影响活性炭合理应用的因素,着重讨论了活性炭定向制备的概念、原理、方法及应用,提出了我国活性炭工业发展面临的重要问题和亟待研究的课题。结果表明:活性炭具有发达的孔隙结构,依据其对气、液相中微量成分选择性吸附的能力,在国防、医药、食品、化工行业得到广泛应用,近年来在能源、环境领域发现极大的应用前景;物理活化法是煤基活性炭制备的基本方法,原煤破碎活性炭、柱状活性炭及压块活性炭工艺是目前煤基活性炭的主要工业生产工艺,尤其是压块活性炭工艺,由于产能大、产品质量高且稳定并适于配煤、添加剂调孔,已成为新建、扩建活性炭企业的首选;孔结构、表面化学、形状、机械强度、流体力学性能等是影响活性炭应用的主要因素,"活性炭定向制备"即以用途对活性炭组成、结构和性能的要求为导向,制备具有适宜组成、孔结构、应用性能的活性炭产品,按照煤基活性炭定向制备涉及的指标及相互关系、影响因素、调控方法及难度,以孔结构调节为中心开发煤基活性炭定向制备技术成为主要策略;孔结构调控是在保证活性炭孔隙充分发育的前提下根据应用需求调节活性炭不同尺寸孔在总孔容中的比例,筛选原料煤、配煤、添加剂、优化工艺参数等措施,可以在不同程度上控制炭化过程,使炭化向生成各向同性、非石墨化、反应活性高、初生孔隙发达炭化物的方向发展,为活化阶段活化剂-炭基质间反应速度的调变打下基础,易于孔结构调控;煤基活性炭定向制备技术已应用于低灰高比表面积活性炭、磁性活性炭及兼有双电层电容和法拉第电容的高容量电极炭的研制,此外,在单种活性炭难以满足应用途径对活性炭提出的综合性能指标要求的情况下,配炭或是一种有效的解决途径。活性炭孔结构的精准量化调控、中孔活性炭的制备、配炭等研究尚待进一步深入;活性炭应用研究,利用西部高碱煤中内源性碱(土)金属调控煤基活性炭孔结构,开发洁净活性炭生产工艺,是煤基活性炭定向制备面临的新课题。
关键词
煤基活性炭
定向制备
孔结构
配煤
添加剂
配炭
压块活性炭
磁性活性炭
电极炭
高碱煤
Keywords
coal-based
activated
carbon
directional preparation
pore texture
coal blending
additives
carbon
blending
briquetted
ac⁃tivated
carbon
magnetic
activated
carbon
activated
carbon
for electric capacitor
coal with high content of alkali and alkaline metals
分类号
TQ424.11 [化学工程]
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职称材料
题名
煤基成型活性炭活化实验研究及性能表征
被引量：
12
2
作者
宋永辉
李延霞
史军伟
兰新哲
机构
西安建筑科技大学陕西省冶金工程技术研究中心
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第10期25-28,33,共5页
基金
国家高技术研究发展计划(863)项目(2011AA05A202)
陕西省科技统筹计划项目(2011KTDZ01-05-01/05)
陕西省教育厅重点实验室专项(13JS059)
文摘
以低变质粉煤与液化残渣为原料,水蒸气为活化剂,研究了活化时间与活化温度对成型活性炭吸附性能、抗压强度和活性炭收率的影响。采用N2吸附、SEM、碘吸附等手段对成型活性炭的孔径分布及吸附性能进行了分析表征。研究表明,经700℃炭化1.0h,800℃水蒸气活化1.5h制备的成型活性炭碘吸附值为820mg/g,活性炭收率为36.63%,抗压强度为0.08MPa,比表面积为509m2/g,其总孔容积达0.35cm3/g。随着活化时间的延长,成型活性炭的碘吸附值先增大后减小,炭化收率和抗压强度都逐渐降低;随着活化温度的升高,成型活性炭的碘吸附值先增大后减小,炭化收率和抗压强度都逐渐减小。
关键词
成型活性炭
碘吸附值
抗压强度
收率
比表面积
Keywords
briquet
ting
activated
carbon
iodine adsorption value
compressive strength
yield
specific surface area
分类号
TQ536.1 [化学工程—煤化学工程]
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职称材料
题名
大同侏罗纪烟煤制备压块活性炭成型性能研究
被引量：
6
3
作者
蒋煜
阳金
解强
机构
中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院
大同煤矿集团有限责任公司
出处
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2016年第11期178-183,共6页
基金
中央高校基本科研业务费专项基金资助项目(2009KH10)
文摘
为提高压块活性炭的强度,采制大同侏罗纪烟煤煤样,经破碎、粉磨制成煤粉,在煤焦油沥青存在下将煤粉制成压块成型料后炭化至600℃制成炭化料,测定压块成型料和炭化料样品的耐压强度和磨损强度,并研究煤粉粒度、水分、沥青添加量和成型压力对压块成型料和炭化料强度的影响规律。结果表明,压块成型料和炭化料的耐压强度呈现一致的变化规律,炭化过程中料块出现微裂隙导致炭化料的耐压强度低于成型料;水分对耐压强度的影响规律不明显;减小煤粉粒度、增加沥青含量和提高成型压力对耐压强度的提升有促进作用;成型压力和水分对磨损强度影响规律性并不明显,减小煤粉粒度和增加沥青含量可提升炭化料的磨损强度。在煤粉74μm(200目)通过率为96.5%、水分和沥青添加量(质量分数)均为10%、成型压力120 MPa时,以大同侏罗纪烟煤为原料可制备出高强度的压块活性炭产品。
关键词
煤基活性炭
压块活性炭
煤焦油沥青
煤粉粒度
Keywords
coal based
activated
carbon
briquetted
activated
carbon
coal tar pitch
particle size of coal powder
分类号
TD76 [矿业工程—矿井通风与安全]
在线阅读
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职称材料
题名
大同煤制备饮用水深度净化专用活性炭试验研究
被引量：
8
4
作者
牛翰彬
王振军
孙仲超
机构
中国北车股份集团大同电力机车有限责任公司
煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院
煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室
国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室
煤基节能环保炭材料北京市重点实验室
出处
《洁净煤技术》
CAS
2014年第2期73-75,23,共4页
基金
国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2011AA060803)
文摘
以大同地区两个代表性矿区煤样为原料,通过加入特殊添加剂的方式,采用压块活性炭制备工艺,得到了性能优良的饮用水深度净化专用活性炭产品,并重点考察了活化时间对产品强度、装填密度、亚甲蓝吸附值和碘吸附值等性能的影响。结果表明:两种原料煤制得活性炭的强度最低分别为95.2%和95.6%,装填密度最低为490 g/L和498 g/L,亚甲蓝吸附值最高均为240 mg/g,碘吸附值最高值达到1100 mg/g以上,均优于现有普通活性炭。通过对比两种原料煤制得活性炭产品的孔结构,说明2号原料煤制得的活性炭产品具有更发达的孔隙结构,其比表面积和孔容分别比1号煤制得产品高出74 m2/g和0.03 mL/g。因此,2号原料煤是制备饮用水深度净化专用活性炭的合适原料煤。
关键词
活性炭
大同煤
添加剂
压块
孔结构
活化时间
Keywords
activated
carbon
Datong coal
additive
briquet
ting
pore structure
activ
ation time
分类号
TD849 [矿业工程—煤矿开采]
TQ424.1 [化学工程]
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职称材料
题名
FeCl3添加剂作用下煤基压块活性炭的孔结构调控
被引量：
6
5
作者
姚鑫
杨乾
赵学松
叶鹏涛
王帅帅
邱丽君
机构
合肥工业大学化学与化工学院
出处
《洁净煤技术》
CAS
2020年第4期111-118,共8页
基金
中央高校基本科研业务费资助项目(JZ2017HGTA0227)
省级大学生创新创业训练计划项目(2018CXCYS302)。
文摘
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N 2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 m^2/g和498.9 m^2/g增至704.6 m^2/g和774.1 m^2/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1.3430 emu/g和2.6399 emu/g增至4.4175 emu/g和9.1465 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。
关键词
活性炭
孔结构
压块
催化活化
磁性能
Keywords
activated
carbon
pore structure
briquet
ting
catalytic
activ
ation
magnetic property
分类号
TQ536 [化学工程—煤化学工程]
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职称材料
题名
新疆典型煤种制成型颗粒活性炭及工艺优化研究
被引量：
3
6
作者
李秀春
机构
中煤华利能源控股有限公司
出处
《煤炭工程》
北大核心
2023年第6期176-182,共7页
文摘
选用哈密弱黏煤、准东不黏煤作为原料,采用低速炭化和物理活化工艺制备成型颗粒活性炭,调节煤粉粒度、炭活化参数进行工艺优化。检测了活性炭的碘值、亚甲蓝值、强度等,并通过低温氮吸附法,获取其表面积和孔结构参数。结果表明:哈密煤可制得碘值1135 mg/g、强度92.9%压块活性炭,煤粉粒度对强度影响较大;炭化终温650℃、在950℃下活化140 min是理想工艺条件;准东煤难以制成压块活性炭;两种原料煤均可制成柱状活性炭,煤粉细度对所制柱状活性炭强度影响不大,煤焦油是形成柱状活性炭强度的关键;煤焦油中沥青在炭化过程中易形成取向度高、更为规则结构,不利于后续的活化造孔;在炭化终温650℃条件下,弱黏煤制备活性炭理想活化时间为160 min,不黏煤需要延长至180 min,所制活性炭的碘值分别为945 mg/g和912 mg/g;煤中惰质组的反应活性较弱,惰质组含量较多的准东煤需要较长的活化时间才能发育出较为发达的孔隙。
关键词
新疆煤
压块活性炭
柱状活性炭
工艺优化
Keywords
Xinjiang coal
briquetted
activated
carbon
extruded
activated
carbon
process optimization
分类号
TQ127.11 [化学工程—无机化工]
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职称材料
题名
煤基压块活性炭在水深度净化过程的吸附特性
被引量：
4
7
作者
陆晓东
麻荣福
解炜
杜辉辉
梅胜权
机构
国家能源集团新疆能源有限责任公司活性炭分公司
煤炭科学技术研究院有限公司煤化工分院
煤炭资源开采与洁净利用国家重点实验室
出处
《洁净煤技术》
CAS
北大核心
2022年第9期145-153,共9页
基金
国家能源集团科技创新资助项目(GJNY-19-79)。
文摘
活性炭作为关键材料应用于水体深度净化处理工艺较为成熟可靠,国内大多数城市的市政自来水生产采用活性炭水深度净化工艺。以活性炭作为吸附剂对水中典型污染物进行净化处理,研究活性炭在水体深度净化过程中的吸附特性,为饮用水处理中活性炭的选择提供依据。采用新疆煤为原料制备的高效压块活性炭作为吸附剂处理黄浦江原水,以水体中UV_(254)和COD(Mn)为深度净化效果的评价指标。采用吸附等温模型和拟二级动力学模型对静态吸附试验数据进行拟合,评价活性炭对水中污染物的吸附性能;研究不同通水量条件下活性炭净化效果;采用上向流(自下而上)曝气生物吸附装置对黄浦江原水进行处理,推算活性炭服务期限;分析活性炭最佳再生试验条件。结果表明,该活性炭对黄浦江原水中以UV_(254)和COD(Mn)为指标的物质平衡吸附容量分别为0.481(cm·g)^(-1)和13.889 mg/g,相较于COD(Mn)指标,活性炭对以UV_(254)为指标的物质吸附更快;采用动态试验研究活性炭的处理效果,当通水倍数达到6990时活性炭对以UV_(254)和COD(Mn)为指标的物质吸附基本达到平衡,此时UV_(254)去除率降至50%,COD(Mn)去除率降至5.9%。对比吸附饱和活性炭与新活性炭的理化参数,发现在长期水流冲刷和水流剪切力作用下,活性炭的粒径变小、装填密度和强度增加。活性炭的服务期限主要通过其物理寿命反映,根据曝气及反冲洗过程中活性炭炭层和粒度的损耗程度,推算其服务期限约9.2 a。综合分析活性炭再生得率、再生后吸附性能恢复情况及再生成本等,当再生温度850℃、水蒸气流量80 m^(3)/min时,最优再生时间为3 h,可再生3次。
关键词
新疆煤
高效压块活性炭
黄浦江原水
UV
254
COD(Mn)
吸附性能
再生时间
Keywords
Xinjiang coal
high-efficiency briquetted activated carbon
raw water of Huangpu River
UV 254
COD(Mn)
adsorption properties
regeneration time
分类号
X505 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
煤基活性炭在臭氧-生物活性炭净水工艺中的应用及展望
被引量：
1
8
作者
李秀春
机构
中煤华利能源控股有限公司
中煤华利新疆炭素科技有限公司
出处
《洁净煤技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第8期84-94,共11页
基金
中煤集团重点科技资助项目(20223CY045)。
文摘
水源水污染的加剧及用水标准的提高,使高效、经济的臭氧-生物活性炭(O_(3)-Biological Activated Carbon,O_(3)-BAC)饮用水深度净化工艺应用更加广泛。基于O_(3)-BAC工艺及净化机制,讨论煤基活性炭的作用和失效判断方法,分析净水用活性炭关键影响因素。结合煤基压块活性炭的生产工艺、所用原料煤及配煤调节孔结构的研究现状,展望了煤基活性炭在O_(3)-BAC净水工艺中的发展趋势。活性炭在O_(3)-BAC工艺中具有吸附、协同及生物载体作用,对溶解性有机物、异味和消毒副产物都有较好的净化效果。漂浮率、强度、装填密度及孔结构是O_(3)-BAC用活性炭关键指标,压块活性炭孔隙可调、强度高、漂浮率低,表面粗糙截污能力强,依托国内稀缺的原料煤资源生产的活性炭有望满足O_(3)-BAC工艺对活性炭组成性能指标的严苛要求。由于利用配煤技术很难在工业生产规模上准确、量化地调控活性炭孔结构,O_(3)-BAC滤池中采用活性炭混配技术是目前可行的解决方案,值得进一步研究。此外,现有的活性炭标准体系尚不能全面涵盖生产、应用的各个环节,需尽快研究制定滤池反冲洗、活性炭服务期限、再生技术指标等标准。
关键词
煤基活性炭
臭氧-生物活性炭
净水
关键指标
混配技术
Keywords
coal-based
briquetted
activated
carbon
O_(3)-Biological
activated
carbon
n
water purification
key indexes
mixing technology
分类号
X703 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
煤基活性炭定向制备:原理·方法·应用
解强
张香兰
梁鼎成
曹俊雅
刘金昌
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021
62
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职称材料
2
煤基成型活性炭活化实验研究及性能表征
宋永辉
李延霞
史军伟
兰新哲
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014
12
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职称材料
3
大同侏罗纪烟煤制备压块活性炭成型性能研究
蒋煜
阳金
解强
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2016
6
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职称材料
4
大同煤制备饮用水深度净化专用活性炭试验研究
牛翰彬
王振军
孙仲超
《洁净煤技术》
CAS
2014
8
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职称材料
5
FeCl3添加剂作用下煤基压块活性炭的孔结构调控
姚鑫
杨乾
赵学松
叶鹏涛
王帅帅
邱丽君
《洁净煤技术》
CAS
2020
6
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职称材料
6
新疆典型煤种制成型颗粒活性炭及工艺优化研究
李秀春
《煤炭工程》
北大核心
2023
3
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职称材料
7
煤基压块活性炭在水深度净化过程的吸附特性
陆晓东
麻荣福
解炜
杜辉辉
梅胜权
《洁净煤技术》
CAS
北大核心
2022
4
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职称材料
8
煤基活性炭在臭氧-生物活性炭净水工艺中的应用及展望
李秀春
《洁净煤技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
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职称材料
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