Fe催化CO_2改性活性炭及其吸附性能实验研究.pdfVIP

第 38卷 第 3期 煤 炭 转 化 Vo1．38 No．3 2015年 7月 C0ALC0NVERS10N Ju1．2015 Fe催化 CO2改性活性炭及其吸附性能实验研究 任建 良D 刘应书 李永玲。 张传钊 摘 要 以 Fe为催化剂，利用 CO 气体对分 离煤层 气所用的活性炭进行改性 实验 ，分别研 究 铁碳比、活化温度、CO2流量和活化时间对活性炭孔结构及 CH 吸附量的影响．结果表明，Fe：n一 0．12，活化温度 650℃，CO2流量 3．0L／min，活化时间 1．5h是最佳的改性条件 ；改性后活性炭孔 结构更加发达 ，表面积增大，特别是新增 了孔径为 5nm～9nm 的中孔 ；在相 同的压力 (107kPa)和 吸附分离因子维持不变的情况下，改性后活性炭对 甲烷气体的吸附量相对于原始活性炭提高 了 16．55 ． 关键词 活性炭 ，催化改性 ，吸 附性能 ，孔结构 中图分类号 TQ032，TQ424．1，TQ426．8 剂浓度变化对其孔结构 的改变也是一个重要 的因 0 引 言 素．Nabaiseta1[1。]研究了水蒸气和 CO。作为活化 剂对制备咖啡壳基活性炭的影响，所得活性炭的孑L 煤层气是常见于煤层 中的能源气体 ，主要含 结构均 以微孔为主，与所用活化剂种类无关．在 同等 CH_1]，对于 CH 含量较高的煤层气 以直接作为燃 烧失条件下，活性炭经 cO 活化所得 BET 比表面 料气加 以利用为主，但对于 甲烷浓度维持在 1 左 积和孔容积相对较高．赵国峰等_】研究了吸附剂结 右的低浓度煤层气 ，因其 甲烷含量较低很难直接利 构参数和吸附性能之间的关系，实验得出，活性炭对 用 ]，且其含有 的杂质气体会对煤层气的吸附解析 低浓度 CH 有较好的吸附性能，孔径是决定其选择 产生重要影响．[3目前在低浓度煤层气提纯研究 中， 性吸附CH 的主导因素 ，并且高温改性有效地获得 变压吸附技术是一种重要 的方法 ，该技术常用活性 高吸附性能活性炭．综上所述，高温活化能有效地改 炭作吸附剂 ，因此 ，对活性炭改性的研究越来越受到 善活性炭的孔道结构 ，但是对各影响因素的综合作 重视．活性炭具有孔道丰富、孔容较大、来源广泛 、价 用鲜有报道，且针对吸附煤层气 中CH 的有效孔径 格低廉等优点E4-53，现有研究表明，活性炭 的吸附性 范围也无详细报道．本实验综合考虑 了催化剂、温 能决定于其孔道结构．[8-93Yangetal[1研究了升温 度、活化气体流量和时间四种主要影响因素 ，采用铁 条件下改性活性炭 ，得出CO 流量和改性温度是影 盐作催化剂，通过 FeC1。浸渍活性炭样品，利用高温 响活性炭改性的关键因素．Gafi6netal[1以钴和钾 下 Fe对 C—CO 气化反应 的催化活化作用 ，改善活 为催化剂 ，通过 Co。改性活性炭 ，探讨 了催化剂对 性炭孔结构，实验结果可为进一步研制新型活性炭 活性炭孔结构产生的影响．结果表明，不加催化剂的 吸附剂提供参考． 情况下，改性后 的活性炭 的最大 比表面积仅为 840 m2／g；在催化作用下，钴 比钾有更好 的催化性能，通 1 实验部分 过其催化所得 的活性炭有更为发达 的孔 隙结构． Sdnchezetal[1研究 了活化剂为 CO2，加热温度分 1．1 活性炭改性 别为500℃，540℃和 880℃的条件下，活性炭改性 后 的孔道结构．结果表 明，活性炭孔隙