煅前/煅后石油焦制高比表面积活性炭的研究

以大港煅前石油焦及其煅烧处理后得到的煅后石油焦为主要原料，采用KOH活化法制备了高比表面积活性炭，并着重就活化剂加入方式、原料粒度、活化温度和活化时间等对煅前石油焦和煅后石油焦制备HSAAC进行了对比研究。结果表明，在相同的实验条件下以煅后焦为原料制得的活性炭比表面积最大仅为1152m^2／g，而煅前焦制得的活性炭比表面积可达3060m^2／g，说明与煅后焦相比，煅前焦是制备高比表面积活性炭的较好原料。     

天然气储存用多孔炭的研究Ⅰ.高比表面积多孔炭的制备

以含碳量高且相对洁净的大庆石油焦为原料,通过 KOH化学活化,制备出比表面积为 2 830 m2/g且具有良好吸附性能的粉状多孔炭.考察了反应时间、反应温度、升温速率和剂料质量比、急冷温度等因素对活化结果的影响.结果表明,当活化温度为 800 ℃,活化时间为 1 h,剂料质量比为 4:1,升温速率为 4 ℃ /min,急冷温度为 500 ℃时活化效果比较理想.     

天然气储存用多孔炭的研究——I．高比表面积多孔炭的制备

以含碳量高且相对洁净的大庆石油焦为原料，通过KOH化学活化，制备出比表面积为2830m^2／g且具有良好吸附性能的粉状多孔炭。考察了反应时间、反应温度、升温速率和剂料质量比、急冷温度等因素对活化结果的影响。结果表明，当活化温度为800℃，活化时间为1h，剂料质量比为4：1，升温速率为4℃／min，急冷温度为500℃时活化效果比较理想。     

生物质和煤基活性炭制备过程的活化特性比较

分别以稻壳、木屑及褐煤为原料用水蒸气活化法制备了活性炭,比较了所得活性炭的吸附性能和炭化料的反应活性,探明了造成不同原料活化特性差异的原因。结果表明,活化过程中生物质原料的反应活性优于褐煤,炭化料的活化速率遵循脱灰稻壳>木材炭化料>稻壳炭化料>褐煤炭化料。通过对炭化料进行元素分析、气化反应活性分析、BET、SEM、XRD、FTIR、XPS等物理和化学性质的表征,揭示了不同原料表现出不同活化特性的原因。结果表明,在相同炭化和活化条件下,原料挥发分越高,灰分越低,炭化料有机含氧量越高,则水蒸气的活化速率越快,更容易在短时间内制备出高性能的活性炭。     

KOH活化法制备椰壳活性炭研究

以椰壳炭化料为原料,采用KOH活化法制备活性炭,研究了KOH/炭化料的质量比、升温速率、活化温度和活化时间对活性性能的影响。实验结果表明,KOH/炭化料的质量比是该方法制备活性炭的最主要影响因素,较优的工艺参数为:KOH/炭化料的质量比为4∶1、升温速率为5℃/min、活化温度为800℃、活化时间为1 h。同时制备得到了比表面积达到2413 m2/g、微孔容积达到1.02 cm3/g,且以0.9 nm以下微孔为主的椰壳活性炭。     

不同磷酸活化工艺过程对活性炭孔结构的影响

以毛竹废料为原料采用磷酸活化法制备活性炭,为了考察磷酸活化工艺过程对活性炭孔结构的影响,实验将毛竹在炭化前后分别采用磷酸浸渍并活化,根据77 K氮气吸附等温线对产品结构进行了表征.实验结果表明:磷酸浸渍毛竹活化过程所得产品不仅具有较高比表面积(1 485～2 127 m2·g-1)且含有大量中孔,产品中孔体积为0.43～0.67 cm3·g-1,总孔体积高达1.53 cm3·g-1.磷酸浸渍炭化料活化过程所得活性炭没有中孔产生,最高比表面积及总孔容分别为923 m2·g-1,0.35cm3·g-1.可见磷酸浸渍毛竹活化过程更有利于孔隙发达活性炭的制备.     

水蒸汽活化工艺对石油焦基活性炭性能的影响

石油焦是易石墨化炭，孔隙率低，因此用水蒸汽法直接活化，吸附性能很差，其碘吸附值小于350mg/g。通过成型法得到了合格的活性炭，并考察了烧失率、活化温度、活化时间、水流量、水炭比等对活性炭吸附性能的影响，以独山子石油焦为原料制得活性炭的碘吸附值与亚甲蓝吸附值分别达871.58，100.67mg/g。     

天然气储存用多孔炭的研究Ⅱ.粉状多孔炭的成型及其二次活化

以酚醛树脂、煤焦油沥青为粘结剂对由大庆石油焦制得的粉状多孔炭进行成型实验，并对成型后的多孔炭用水蒸气进行二次活化，结果表明：粘结剂为煤焦油沥青，粘结剂与粉状炭质量比为1：2，成型温度为150℃时成型效果较好；水蒸气用量为7．0mL／min，活化温度为800℃，活化时间为1h的条件下，二次活化效果较好。     

石油焦制备活性炭工艺条件的优化

以胜利石油焦为原料,采用单一活性和混合活化法,在不同活化条件下进行活化,考察了颗粒粒径,活化温度,活化时间,活化剂量等不同因素所制得的活性炭的吸附性能,以期得到干活在化工艺条件,结果表明,混合活化效果大大优于单一活化法,在碳炭比2：1,水流量为13．6ml/min,850℃下活化效果较好。     

水蒸气活化法制备椰壳活性炭的孔结构特征

以农林废弃物椰壳在600℃炭化2h后的炭化料为原料,以水蒸气为活化剂,研究了活化温度、活化时间、水蒸气用量对活性炭的比表面积、微孔容积和收率等的影响。结果表明：椰壳炭化料的比表面积仅为185m^2／g,且以中孔为主。在活化过程中,通过提高活化温度和水蒸气用量缩短了活化时间,扩宽了孔径;当水蒸气用量和活化温度较为适宜时,延长活化时间,有利于微孔的形成。活性炭的比表面积、总孔容积、微孔容积可达：1465m^2／g,0．9703cm^3/g,0．7519cm^2／g。并通过非定域密度函数理论（NLDFT）对活性炭的孔径分布进行了表征。     

KOH activation of pitch-derived carbonaceous materials—Effect of carbonization degree

Two series of mesophase pitches and semi-cokes of different carbonization degree were produced by heat treatment of anthracene oil derived pitches P1 and P4 in the temperature range of 460-700 °C. These carbonaceous materials were activated with potassium hydroxide at 700 °C using 1:3 reagents ratio to assess the effects of the precursor optical texture and carbonization degree on the activation behavior. The results show that the increase in the pitch pretreatment temperature suppresses propensity to the pore generation while enhancing particle breaking. The effect can be illustrated by decreases in the BET surface area S_BET from ~ 2700 to ~ 1500 m² g⁻¹ and the micropore volume V_DR from ~ 0.85 to ~ 0.45 cm³ g⁻¹. These parameters are inversely related with the H/C atomic ratio of precursor. In contrast, the anisotropic development of pitch coke, varying from flow type to mosaics, has a slight effect on the activation behaviour. The mechanism of porosity generation, that is proposed, stresses the role of hydrogen occurring at the edges of graphene layers and potassium metal insertion/deinsertion on the porosity development and particle disintegration during KOH activation of pitch-derived carbons.     

活性焦孔结构演变规律及对脱硫性能的影响

采用气体活化法制备活性焦,通过控制温度和烧失率来控制孔结构生成过程,制取具有特定孔结构的活性焦。采用N₂吸附法对样品的孔结构进行表征,并在固定床实验系统上对不同样品的脱硫性能进行测试研究。研究发现:活性焦制备过程中,低温活化有利于活性焦微孔结构的形成和脱硫性能的提高,微孔是活性焦脱硫反应发生的主要场所,中孔和大孔作为分子扩散通道并具有存储H₂SO₄的作用,微孔比表面积可以作为判断活性焦脱硫性能的关键指标。     

宝钢沥青焦制备超级活性炭的研究

宝钢沥青焦具有灰分低、碳含量较高的特点,以宝钢沥青焦为原料,采用KOH活化法制备超级活性炭,并对其吸附性能进行测定。结果表明,该活性炭吸附性能优异,当活性炭碱碳比为4∶1和5∶1,活化温度为800℃时,碘、亚甲蓝、苯吸附值分别达到2 340mg/g～2 480mg/g、445mg/g～455mg/g、1 430mg/g～1 440mg/g,BET比表面积可达2 890m2/g～3 150m2/g,主要性能指标达到日本Marxsorb活性炭水平。试验表明,在制备超级活性炭的过程中,碱碳比是重要的影响因素,其次是温度。     

半焦制备烟气脱硫用成型活性焦的研究

以流化床反应器所制得的半焦为基质 ,高温煤焦油为黏结剂 ,制备了烟气脱硫用成型活性焦 ,考察了制备条件对活性焦性能的影响 .实验表明 :最适宜的炭化温度为 70 0℃ ,活化温度为85 0℃ ,活化 H2 O浓度为 75 % .活化温度、水蒸气浓度过低 ,活化反应速度慢 ,而活化温度、水蒸气浓度过高 ,容易造成孔的烧失 ,使得比表面积、微孔面积和微孔孔容都下降 ,相应的硫容也下降 .延长活化时间虽有扩孔和造孔的作用 ,比表面积和微孔面积都增加 ,但是硫容却没有太大的变化 .由于是以具有一定初孔半焦为基质 ,活化时间较短 ( 2 0 min～ 30 min) .制得的活性焦可以达到商业活性焦的性能指标 ,满足实际使用要求 .     

焦粉高效活化过硫酸盐对苯胺的降解性能

焦粉作为焦化/煤化企业的低附加值副产物,用作污染控制材料是其高价值应用的一条重要途径。本文对焦粉形貌与成分进行表征分析,通过苯胺降解动力学和影响因素之间的交互作用评估焦粉活化过硫酸盐的催化性能,并初步探讨了相关机理。表征结果显示焦粉表面粗糙,有清晰的孔隙。活性测试结果显示,1g/L焦粉可以高效活化5mmol/L过硫酸盐降解20mg/L苯胺,反应120min后苯胺去除率高于99%,其中灰分对苯胺降解无贡献。增加焦粉剂量和过硫酸盐浓度均可提高苯胺的降解效率。焦粉在pH 3~11范围内均可高效活化过硫酸盐降解苯胺,去除率维持在83%以上。此外,焦粉具有应用于修复复杂水体中有机污染物的潜能,在Cl^-、HCO{}_{\mathrm{3}}^{-}和SO{}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}-}干扰下,体系中苯胺去除率维持在90%以上。响应曲面分析表明,焦粉可以高效活化过硫酸盐降解苯胺,且焦粉剂量与过硫酸钠浓度的交互作用强,二者决定了苯胺的最终去除率。自由基淬灭实验证明焦粉活化过硫酸盐降解苯胺过程中,主要产生的活性氧物种为O{}_{\mathrm{2}}^{·-}和·OH。本文的研究结果可为低附加值的煤基副产物高价值应用提供指导,并为进一步发展环境友好的水污染控制与资源化技术提供新契机。     

Catalytic activity of coke activated with sulphuric acid for the reduction of nitric oxide

The catalytic activity of coke activated with sulphuric acid for the reduction of nitric oxide with ammonia at 150 °C was investigated. With the original coke the yield of nitrogen after 90 min reaction was only 10% and activation of the coke by the impregnation in sulphuric acid and subsequent heat treatment at ≈450 °C markedly enhanced the activity to a nitrogen yield as much as 70%. The activity decreased in repeated runs probably because of a surface coverage effect of the water produced, but the activity could be restored by further heat treatment at 400 °C.     

煤焦CO2气化反应动力学研究

在热天平实验装置上进行了霍林河、义马、兖州、平朔、神华、大同6种煤焦的CO2气化反应性实验，实验温度为900～1050℃。通过对实验数据处理，取得了6种煤焦的反应动力学参数等，利用不同的参数对煤焦CO2气化的反应活性进行了比较。     

Hydrodesulfurization of athabasca fluid coke — conversion and mechanism

Hydrodesulfurization of Athabasca (Syncrude) fluid coke was studied for particle sizes of ?74 + 53, ?53 + 44 and ?44 μm using a quartz reactor. Five flow rates of hydrogen from 1.2 × 10^?6 to 2.5 × 10^?6 m³/s were investigated with from 0.45 to 1.0 g of coke. Gas production — time profiles for H₂S and CH₄ were obtained at temperatures from 973 to 1073 K for each particle size range. Desulfurization rates were functions of particle size and temperature. Results agree with predictions of the shrinking core model, the rate being controlled initially by the gas film and chemical reaction resistances followed by control due to diffusion of hydrogen through the increasing ash layer. Below 998 K, the apparent activation energy was determined to be 293 kJ/mol · K, while at temperatures between 998 and 1073 K it was 29 kJ/mol · K.