KOH-水蒸气活化法制煤基活性炭和氢气的研究.pdfVIP

第 34卷 第 2期 煤 炭 转 化 Vol_34 No．2 2011年 4月 C0AL C0NVERS10N Apr．2O11 KOH一水蒸气活化法制煤基活性炭和氢气的研究 杨晓霞” 周安宁 ’ 摘 要 以神府 3 煤为原料 ，采用 KOH一水蒸气活化法制备 了煤基活性炭和氢气．考察 了浸 渍比、活化温度 、活化 时间对活性炭吸附性能和活化过程 中氢气产量的影响，并对其活化机理进行 了探讨．结果表明，活性炭碘值 、亚 甲基蓝值 以及氢气产量受这些工艺参数影响很大，当浸溃比为 0．5，活化温度为 700℃，单元活化时间为 10rain时，所制得的活性炭性能较好，碘值达到 837mg／g， 亚 甲基蓝吸 附值达到 431mg／g，此时 H。产量约 33．1mmol／g煤． 关键词 活性炭 ，氢气 ，耦合活化 ，煤 中图分类号 TQ424．1，TQ536 2h后于 110℃下干燥制得实验样品．实验装 置见 0 引 言 图 1． 活性炭孔隙结构发达，比表面积 高，吸附能力 强，是一种优 良的以含碳物质为前驱体 的吸附材料 ， 广泛用于诸多行业 ，几乎涉及所有的国民经济部 门 和人们的 日常生活口]，煤是制备高性能活性炭的 重要原料之一．_3氢是一种理想的清洁能源 4]，作为 一 种能量载体可满足发电、交通运输、商业住宅以及 工厂等的能源需求 ，具有广泛的应用前景．目前世界 上所需 H 的95 都是 由矿物燃料制得的，根据能 源储量及其结构特点，各种煤制氢技术仍将是获得 大量氢的重要途径之一．为减少煤制氢过程 中CO。 图 1 实验装置 的排放量并将碳 以吸 附材料 活性 炭的形式 固定下 Fig．1 Schematicdiagram oftheexperimentalsetup 来 ，同时减少碱 活化制活性炭过程 中 KOH 的用 1—— N2；2— — Reducti0n valve；3—— Pressure meter；4—— 量 ，本研究通过阶段性地通入水蒸气 ，探讨低活化 Flowmeter； 5—— Water stream； 6—— Va1v ； 7—— Heater 剂用量下集成 “氢能源一炭材料”于一体的耦合活化 band；8— — Heatingblock；9— — Reactor；lO— — Thermocoup1e； 工艺． 11— — Temperaturecontroller；12— — Condenser；13—— Dryer； 14— — S0apbubbleflowmeter 1 实验部分 称取一定质量 的干燥样品置于热解炉 中，在流 量是 90mL／min的氮气保护下 ，以 10。C／rain的加 1．1 原料 热速度加热到活化温度．在各活化温度下先通人流 以神府 3煤为原料 ，粉碎至o．15mm，煤质 量为 0．1mL／(min·g煤)的水蒸气活化，然后停止 分析参考文献E5]． 通水蒸气，化学活化相 同时 间后 ，再通入水蒸气活 化 ，如此交替进行直至达到设定 的总活化时 间 1h 1．2 活性炭及氢的制备方法与产