石油焦原料性质及炭化工艺对活性炭性能的影响

从分析石油焦原料着手,考察了其热解特性、孔隙率和石墨化程度。由于石油焦结构致密,属易石墨化炭,因此用水蒸气法直接活化得到的炭质材料吸附性能差,其碘吸附值小于350mg/g。不同来源的石油焦由于组成不同,其活化性能也有差异。通过成型法,以金山石油焦为原料经预炭化、预氧化和炭化,得到炭化料,再用水蒸气活化得到的活性炭的碘吸咐值达800.40mg/g、亚甲蓝值达120.40 mg/g。以独山子石油焦为主要原料制得的活性炭的碘吸附值与亚甲蓝值分别达871.58 mg/g、100.67mg/g。

半焦粉生产铸造型焦炭化工艺的研究

对炭化过程中的升温速率、炭化温度和炭化时间3个主要因素进行分析,结果表明:以半焦粉为原料生产铸造型焦最佳的炭化升温速率为4℃/min;炭化温度为950℃;炭化时间为5 h。

稻壳连续式炭化工艺及其性能研究

采用自主研制的连续式炭化炉进行了稻壳炭化试验,对不同炭化温度和稻壳炭出料速度对炭化得率、稻壳醋液得率以及稻壳炭性能的影响进行分析,结果表明:最佳出料速度随炭化温度的升高呈上升趋势,且两者呈线性相关,其相关方程为y=0.0125x-2.25,R^2=1;炭化优化工艺对稻壳炭的p H值(8.06~9.00)、热值(19 350~20 980 J/g)、固定碳含量(40.92%~45.15%)等性能指标以及稻壳醋液性能的影响较小,各处理稻壳炭能够符合栽培基质用途要求;炭化温度260±10℃、10min出料1.00 L时稻壳醋液得率55.28%,明显高于另外3个炭化工艺,适合以稻壳醋液为主要目标产品的生产;而炭化温度320±10℃、10 min出料1.75 L时,稻壳炭的生产效率最高,适合以稻壳炭为主要目标产品的生产。

外热式氧化炭化工艺设备在煤质活性炭生产中的应用研究

本文介绍了活性炭生产过程中外热式氧化炭化设备的基本情况。通过设备改造及工艺改进,研发了一套外热式氧化、炭化设备及工艺,分析了影响炭化工艺运行过程中的影响因素。经过实践生产,证明了研发的用于氧化炭化工艺的外热式加热设备运行良好,采用的氧化工艺及循环加热工艺稳定可靠,可以大幅度提高活性炭的性能及生产效率。

基于能量得率的棉秆热裂解炭化工艺优化

为了从能源利用角度设计和优化棉花秸秆热裂解制生物炭的热解炭化工艺,该文使用了产率、热值及能量得率3个指标来衡量工艺的优劣。首先,研究了热解温度、保留时间和原料粒径3个工艺条件分别对生物炭产率和热值的影响。结果表明,在3个工艺条件下生物炭产率与热值均呈负相关,即高产率和高热值目标无法同时满足。因此,引入能量得率(单位原料所产生物炭的总能量)作为全面评价生物炭产率和热值的综合指标,重点利用响应面分析法分析了3个工艺条件及其交互作用对能量得率的影响,并经过检验得到优化后的能量得率模型。模型预测结果表明,在炭化温度为429℃,保留时间为1.29 h,原料粒径为0.32 mm时,能量得率达到最大值,为78.95%,通过验证试验证明了模型的有效性。该模型能够用于指导生产高能量得率的生物炭,为生物炭能源高效利用目标的实现提供参考。

木质素酶在生态洗绒炭化工艺中的应用

研究了羊绒炭化过程中木质素酶的催化作用以及机理。以羊绒的单纤维断裂强力、白度及失重率为指标,探讨了木质素酶用量、温度、时间以及pH的影响,得到了木质素酶洗绒炭化的优化工艺:木质素酶用量1.5%(omf),温度45℃,时间35 min,pH 5.5。相比传统酸炭化工艺,木质素酶洗绒炭化优化工艺的单纤维断裂强力和白度分别提高68.94%、68.8%,失重率下降26.8%。

炭化工艺对脱水沼渣炭理化性质的影响

以一级脱水沼渣为原料,通过热重-红外联用分析其失重行为及热解气相产物的组成,采用单因素试验方法,考察炭化温度、升温速率、保温时间对沼渣炭的得率、理化性质的影响。结果表明:360～480℃区域为热解的主要阶段。随着温度的升高,炭得率、挥发分含量降低,灰分含量增加,固定碳含量在700℃最高(18.37%);随着升温速率提高,灰分、固定碳含量提高,炭得率及挥发分含量降低;随着保温时间的延长,炭得率逐渐降低,对灰分、挥发分、固定碳影响不显著;原料及炭热值较低;重金属Cd和Pb含量低于"有机-无机复混肥料"标准限值(GB 18877—2009);Hg和Cr含量较低,符合肥料用有害重金属元素限值标准,而有益于植物生长的元素Mn和Zn含量较高,本研究为减量化处理复杂沼渣提供了理论依据。

栽培基质用炭化稻壳制备工艺研究

采用正交试验法研究了栽培基质用炭化稻壳制备的最佳工艺条件,即考察炭化温度和炭化时间对稻壳炭化得率和理化性能的影响,得出了炭化温度350℃、炭化时间40 min的优化工艺,在此条件下,炭化稻壳pH值8.06、热值19 937 J/g、固定碳含量为41.16%,炭化得率为51.71%。

废旧棉织物基活性炭炭化工艺的确定

以废旧棉织物为研究对象,选取炭化时间、升温速率和炭化温度3个影响因子,通过正交实验确定活性炭最佳炭化条件,并通过SEM、BET、FTIR等手段对样品进行性能表征分析。实验结果表明,废旧棉织物基活性炭的最佳炭化工艺为炭化温度300℃、升温速率4℃/min、炭化时间50 min,此条件下得到的炭化料出现棒状短纤维,管束蓬松扭曲,并且已经初步形成紧密的碳骨架结构;活性炭样品碘吸附值为1415.27 mg/g,得率为26.13%,比表面积为1679.50 m^2/g,微孔平均孔径为2.96 nm,属于微孔型活性炭。

木屑炭化物制备工艺研究

采用杉木(Cunninghamia lanceolata)屑为原料制备木屑炭化物,通过正交试验研究炭化温度、炭化时间及原料含水率对木屑炭化得率及炭化物理化特性的影响。结果表明:炭化温度对木屑炭挥发分含量、灰分含量、固定碳含量和热值的影响达极显著水平,原料含水率对木屑炭挥发分含量的影响呈显著水平;木屑炭化物的最佳炭化工艺条件为炭化温度450℃、炭化时间2.5 h、原料含水率高(即31.26%以上),制备的木屑炭化物挥发分含量19.62%、灰分含量4.15%、固定碳含量76.23%、pH值9.46、吸光度0.251 0、热值31 550 J/g,炭化得率可达32.11%。

炭化三维间隔棉织物的制备及其电加热性能

为开发一种结构稳定可应用于压阻传感和电加热的功能型纺织品,研制出一种机织三维间隔织物基体,通过在惰性气体高温环境制备炭化三维间隔棉织物,应用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱和拉曼光谱对制备炭化棉织物纤维结构进行表征,研究其电加热性能。结果表明:炭化三维间隔棉织物具有很好的导电性,可视为均匀的电阻介质,且电阻变化率随着织物炭化温度升高呈指数降低;在较低炭化温度情况下电阻变化率较大,随着炭化温度升高,电阻变化率逐步降低。通过对织物升温效果与加热性能分析可知,织物在低于62.4℃时,其理论加热效率与升温温度呈等比关系,可应用于温度精准可控的电加热织物。

竹材炭化工艺

竹材炭化的工艺一般包括备料、热解、存放、加工等工序。一、备料。炭用材选用4年生以上竹龄和竹材加工剩余物。因竹材从基部到梢部，其密度、腔壁结构、组成物质都有一定的差异，

杉木间伐材炭化过程的FTIR光谱比较分析

结合低温氮吸附等研究手段,对不同炭化工艺条件下杉木间伐材炭化物的FTIR光谱进行比较分析,研究了炭化物的微观结构随温度的变化规律以及炭化工艺对炭化物微观结构及其表面—OH的影响。结果表明,600～700℃,炭化物的碳网构造开始迅速发达,形成较大的网格;700℃为炭化物芳构化程度迅速提高的转折性温度;700～900℃,碳网进一步增大,形成红外吸收活性极低的大碳网。以N2为氛围气时,加盖法的炭化物碳网更大,比表面积较低;未加盖法和二步法的碳网相对较小,比表面积较大。在实验的基础上研究了炭化物的芳环振动吸收波数随温度变化的规律及机理,发现随温度升高,碳网增大的同时畸变越来越严重,炭化温度在700～800℃时,碳网在弱连接部位产生断键而趋向恢复平面结构。碳网畸变程度最大时所对应的环振动吸收波数在1560 cm-1。

秸秆热解工艺优化与生物炭理化特性分析

以肥料化利用为目标,优化秸秆热解工艺,实现秸秆生物炭的高值化利用。该研究以水稻、小麦、玉米、油菜和棉花秸秆为原料,以炭化温度、保温时间和升温速率为因素进行正交试验,采用综合评分法优化热解工艺,并分析最优工艺条件下生物炭的理化特性。结果表明,影响秸秆生物炭品质因素的主次顺序为炭化温度、保温时间、升温速率。以生物炭的肥料化利用为目标,5种秸秆炭化的最优工艺参数组合是炭化温度500℃、保温时间30 min、升温速率10℃/min。在最优工艺条件下,5种秸秆生物炭的炭产率约为32%~38%,固定碳的质量分数大于45%,C元素的质量分数大于53%,N元素的质量分数为0.7%~2.5%,K元素的质量分数为3.41%~6.81%。生物炭表面有含氧官能团且内部有丰富的介孔结构。该研究为秸秆生物炭的肥料化利用提供数据支撑。

炭化对沥青基炭纤维活化性能的影响

以沥青基炭纤维(PCF)为原料,H2O、CO2为活化剂,采用直接活化和炭化-活化两种不同工艺制备活性炭纤维。经对比发现,采用炭化-活化法制备的沥青基活性炭纤维(PACF)在比表面积、吸附性能和收率等方面均比直接活化法制备的PACF有明显提高。

低温炭化装置研制

高温气冷堆核电示范工程燃料元件生产线是国家重大专项之一,也是世界首条工业化规模高温气冷堆核燃料元件生产线。低温炭化工艺是球形燃料元件裂解酚醛树脂的关键工艺之一,工作温度为800℃左右。高温气冷堆核燃料元件实验线低温炭化工艺使用原型设备为小规模实验室型电阻加热炉,该设备生产能力低,操作复杂,不适合工业化规模的生产。为满足工业化高温气冷堆核燃料元件生产需求,需要研制一台适合于工业化规模的生产的低温炭化炉。经过设计、安装、调试和生产运行,新设计低温炭化装置各项参数和性能达到了设计要求,可以制备出合格的产品。该设备操作简单,满足了高温气冷堆核电示范工程核燃料元件生产线工业化生产的要求,填补了高温气冷堆核燃料元件低温炭化工艺工业化处理设备的空白。

沥青基炭复合材料新型制备工艺的特征研究

高温模压工艺是由模压成型工艺演绎而来的一种快速成型技术,但在制备沥青基炭复合材料时,该工艺明显存在着装备投资大、模压压力低和工艺实用性差的不足.为此,提出了一种新型的沥青基炭复合材料的制备工艺,即模压半炭化成型工艺(简称MSCT工艺) .为了验证MSCT工艺的突出优点,分别利用MSCT工艺和模压工艺制备了沥青基炭复合材料,并就其组织结构、体积密度和力学性能进行了研究.结果表明:MSCT工艺制备的沥青基炭复合材料的微观组织比模压工艺制备的要致密的多,从而使前者的体积密度( 1 .77g/cm3 )和抗压强度( 32 .5 MPa)分别比后者提高了2 8.3%和1 44 .4% .