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煤 炭 加 工 与 综 合 利 用 74 COALPROCESSING＆COMPREHENSIVEUTILIZATION No．7，2015 半焦法制备褐煤活性炭的炭化条件研究 杨巧文，陈 思，赵昕伟，杨金华 (中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院，北京 100083) 摘 要：以内蒙古褐煤为原料进行半焦法制备活性炭的研究，实验确定了最佳炭化条件： 炭化温度550oC，炭化升温速率 10~C／min，炭化时间1．0h；在上述条件下制备的半焦在活化 温度 900oC、活化时间3h、水蒸气通量 1．5kg／(kg·h)的条件下制成活性炭，其碘吸附值达 826mg／g，产率50．12％，灰分19．14％，比表面积为807m ／g，中孔率为58．6％。 关键词：活性炭；褐煤；炭化；活化；试验 中图分类号：TQ424．11 文献标识码：A 文章编号：1005．8397(2015)07-0074-04 活性炭是一种具有发达孔隙和巨大比表面积 化剂，测定褐煤活性炭的性能。由于褐煤相对其 的功能性碳材料，具有吸附能力强、化学稳定性 他煤种化学反应性强，以往的研究往往忽视了褐 好、机械强度高、使用后易再生等特点，在电 煤炭化条件的重要性，本文在已确定的最佳活化 子、化工、食品加工、医疗卫生、交通能源、环 条件基础上探究炭化条件对褐煤活性炭性能的 境保护、国防等行业广泛用作吸附剂及催化剂载 影响。 体。制备活性炭的原料有多种，包括木质原料 1 实验部分 (如木材、果壳、果核)、降解或煤化的植物 (如 泥炭)、不同变质程度的煤及一些合成有机物 1．1 实验仪 器与试剂 等 。 主要仪器：液压千斤顶；FW80型高速粉碎 褐煤是一种煤化程度相对较低的煤种，化学 机；XMB一70型球磨机；FA1104型电子天平； 反应性强，热稳定性差，易风化变质，属于劣质 NICOLET750显微红外光谱仪；SX一4—10型箱 燃料。目前褐煤主要用于制取城市用煤气或合成 式电阻炉；101—2B型电热鼓风干燥箱；离心 气、热解、液化等，而褐煤基活性炭是褐煤的高 机 ；HY一4A型多用振荡器 。 附加值应用。当前，褐煤基活性炭的制备方法有 1．2 原料分析及制备 半焦法和气体活化法 J。我国对以半焦法制备 实验所用煤样为内蒙古褐煤 。表 1为褐煤的 褐煤基活性炭的工艺已经进行了研究，但是工艺 煤质分析。用粉碎机将原煤大颗粒进行破碎，炭 尚不成熟。 化后所得半焦用球磨机磨成粉状，使粒度达到 内蒙古煤炭资源丰富，褐煤储量居全国首 200目。在原料成型过程 中需要添加适量的粘结 位，但资源利用效率并不高。若把内蒙古褐煤直 剂和水。综合比较各类粘结剂的特性，选择煤焦 接作为生产活性炭的原料，不但可以减缓煤炭运 油为添加剂。水的表面张力能够促进煤粉相互凝 输的交通压力，还可以产生 良好的经济效益 J， 聚，但水量要适宜才能更好成型且易挥发。水量 具有广阔的发展前景。本文主要探究以内蒙古褐 的适宜范围因煤的种类及粒度而不同 。 煤为原料采用半焦法制备活性炭，以水蒸气为活 将煤粉、煤焦油、水 以 1：0．48：0．2的质量 收稿 日期：2015-01-27 DOI：10．16200／j．cnk