气化灰渣浮选精炭制备活性炭的研究

煤气化灰渣高效环保资源化利用是目前煤化工固废领域研究的热点。利用气化灰渣浮选精炭为原料,配以适宜比例的长焰煤和70%沥青含量的高温煤焦油黏结剂并辅加活性剂开展了制备活性炭的研究,在管式炉中考察了活化温度和活化时间对活性炭产品表面性质及抗压强度的影响规律。采用红外、N2吸附-脱附、扫描电镜、碘吸附等手段对成型活性炭的孔径分布和吸附性能进行了分析表征,将活性炭产品用于生化废水进行COD脱除效果的检验。结果表明,针对气化灰渣浮选精炭原料体系,选择适宜的活化温度和活化时间是有效成孔与扩孔的关键因素,经550℃炭化30 min,950℃水蒸气活化2 h制备的成型活性炭表观形貌呈现有机炭质组分与矿物的交错赋存形态,表面含氧官能团丰富,比表面积566 m^(2)/g,孔容0.5611 mL/g,平均孔径5.1 nm,孔径分布较为集中,具有一定的中孔结构,碘值650 mg/g和亚甲蓝值128 mg/g均达到了《工业水处理用活性炭技术指标》的行业标准要求。这种浮选精炭基活性炭用于生化废水净化,处理时间为60 min,固液比0.6 g/L,COD可降至30 mg/L,达到水污染物综合排放标准(DB11/307—2013)B类水质的要求。

煤气化渣浮选精炭理化特性研究

煤气化灰渣高效环保资源化利用是目前煤化工固废领域研究的热点,即对气化渣增值化和规模化消纳技术开发的需求极为迫切,但对残碳高值利用等暂无大规模资源化的处置方案。采用N2吸-脱附、扫描电镜(SEM)、碘吸附等手段对浮选精炭的孔径分布和吸附性能进行分析表征,依据GB/T 7702.7—2008和GB/T 7702.6—2008进行精炭的碘值和亚甲蓝值检测及不同分子水平的吸附性能表征,采用物理活化和化学碱活考察浮选精炭制活性炭过程的活化反应性能。结果表明:气化渣浮选精炭具有低挥发分、低硫、低H/C原子比和低活化反应性能的特点,煤质特征与变质程度最高的1号无烟煤接近,灰成分中Si-Al酸性氧化物含量接近70%。气化渣浮选精炭的分子结构致密,碱性物质的存在有利于促进活性炭制备的活化反应。浮选精炭初具一定的比表面积,孔结构为介孔尺度,具有一定的大分子液体吸附性能,碘值和亚甲蓝值未达到工业水处理用活性炭技术指标,需对其进行进一步活化处理。浮选精炭经过气化炉的高温历炼后活化反应性能大幅降低,可适量添加低变质煤和适宜的黏结剂混合成型,辅以高活性助剂并通过活化工艺参数调整和添加高活性助剂等手段提高表面性质,以利于提升其吸附性能。

粉煤灰浮选精炭制备活性炭吸附溶液中Cu^(2+)

粉煤灰浮选得到的精炭具有灰分含量低(A_(d)=17.85%)、碳含量高(C_(d)=77.53%)的特点,是活性炭制备的廉价碳源。采用KOH活化法对浮选精炭进行活化,可以得到碘吸附值1 140.78 mg/g、亚甲基蓝吸附值140.00 mg/g、比表面积853.75 m^(2)/g的优质活性炭。最佳的活化条件为:碱炭比3.0、活化温度800℃、活化时间60 min。红外光谱分析、BET比表面分析和扫描电子显微镜分析显示,制备的活性炭中含氧活性基团较多、孔隙发达,特别是2 nm以下的微孔丰富,微孔孔容占比48.30%,活性炭平均孔径2.33 nm。该活性炭对溶液中Cu^(2+)的吸附性能良好,在投加量为2.5 g/L、pH=5.0、吸附温度25℃、吸附平衡时间120 min的条件下,初始浓度分别为50、75、100 mg/L时,Cu^(2+)去除率分别达到99.70%、93.61%、81.67%。吸附机理分析表明,Cu^(2+)在活性炭表面的吸附以化学吸附为主,符合Langmuir单分子层等温吸附模型。本研究为水处理用优质活性炭的低成本制备提供了一条新的技术途径。

煤气化炉渣浮选及其精炭制备活性炭的研究

利用浮选法有效地分选出了煤气化炉渣中的炭,当煤油用量为10kg/t、2~#油用量为1.5kg/t、粒度D_(90)=123μm时,精炭的产率为21.81%,烧失量为85.03%.以精炭为前驱体、KOH为活化剂制备活性炭,结果表明:当碱炭质量比为2.0、活化温度为800℃、活化时间为1.5h时,制备出的活性炭碘吸附值和亚甲蓝吸附值分别为1 292mg/g和278mg/g,比表面积为1 226.8m^2/g,孔容为0.694cm3/g,孔隙分布以微孔和中孔为主,该浮选精炭是制备活性炭良好的原材料.