活性炭孔径分布对吸附CH_4性能的影响

为了分离和浓缩煤矿瓦斯中的CH_4,以太西无烟煤为原料、水蒸气为活化介质,研究了在添加剂作用下工艺条件对活性炭孔隙结构及吸附CH_4性能的影响.实验结果表明:影响CH_4吸附量的关键因素是0.6~0.8nm孔的孔容大小,无论工艺条件如何变化,只要能提高该范围的孔容积,活性炭的CH_4吸附量也随之增大.添加NH_4Cl和KNO3时,活化程度(烧失率)、炭化终温、炭化升温速率、活化温度等工艺条件对活性炭的微孔率影响不大,微孔率均在91%左右,但对微孔分布有明显影响,NH_4Cl和KNO3的添加有利于小微孔的生成,特别是有利于孔径0.6~0.8nm孔隙的形成,能有效提高活性炭CH_4吸附量的增大.活性炭的烧失率过低或过高都不利于0.6~0.8nm孔隙的形成,适宜的烧失率为30%~40%;较高的炭化升温速率不利于0.6~0.8nm之间孔容积的提高,适宜的炭化升温速率为3~5℃/min;过低或过高的炭化终温不利于0.6~0.8nm之间孔容积的提高,适宜的炭化终温为650℃;总体来说,活化温度的影响相对较小,适宜的活化温度为880℃.在最优条件下制备的活性炭CH_4吸附量达到24.31mL/g.