毛竹焙烧炭成型工艺优化及其燃烧特性研究

为提高毛竹焙烧炭的成型品质及其燃烧性能,笔者以毛竹焙烧炭为原料,采用响应曲面法,选取热值、密度、抗压性、破碎率和渗水性作为响应值,对施胶量、含水率和粒径3个因素进行优化,确定最佳成型工艺,并通过锥形量热仪,采用不同辐射热通量对成型炭的点燃特性、质量损失特性、热释放特性以及烟气释放特性进行测定。结果表明:毛竹焙烧炭的最佳成型工艺为施胶量46%,含水率10%和粒径03~05 mm,制得成型炭的热值为2919 MJ/kg,密度为1095 g/cm~3,破碎率为374%,抗压性为3419 N/cm,渗水性为092%;随辐射热通量的增加,成型炭的点燃时间缩短,热释放速率均值、热释放速率峰值、热释放总量和烟释放速率及产烟量增加,产生的CO减少,CO_2增加,质量损失和质量损失速率均值都有所增加。     

原料粒径与含水率对磷酸法活性炭性能的影响

以核桃壳和杏壳为原料,采用磷酸法制备活性炭,以亚甲基蓝吸附值、碘吸附值和得率为指标,研究了原料粒径和含水率对磷酸法活性炭性能的影响。结果表明:原料的粒径和含水率对活性炭的吸附性能有重要影响,在一定范围内减小原料粒径,对提高活性炭吸附性能有利,而原料含水率对活性炭吸附性能的影响因不同原料而异。增加原料含水率,对核桃壳活性炭吸附性能的提高有利,但会降低小粒径杏壳活性炭的吸附性能。以核桃壳为原料制备活性炭时,选择粒径0.5~0.7 mm、含水率11%的原料为佳,得率可达41%,亚甲基蓝吸附值230 mg/g,碘吸附值874 mg/g;以杏壳为原料制备活性炭时,选择粒径0.7~1.2 mm、烘干的原料为佳,得率可达42%,亚甲基蓝吸附值87 mg/g,碘吸附值734 mg/g。     

椰壳碎炭制备高强度柱状颗粒活性炭试验

以椰壳活性炭生产过程中产生的粉末碎炭为原料,羧甲基纤维素钠为黏结剂,无机助剂硅酸盐为增黏剂,按一定质量比混炼、挤条、成型,再经过热处理制得耐水高强度柱状颗粒活性炭。试验考察了助剂添加量、热处理温度、热处理时间等因素对产品炭的碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和耐磨强度的影响。随着硅酸盐添加量的增加,颗粒活性炭的耐磨强度呈增大趋势;随热处理温度的升高,颗粒活性炭的碘吸附值和亚甲基蓝吸附值不断增加。但另一方面,随热处理时间的延长,耐磨强度呈逐渐下降趋势。利用红外分析仪、综合热分析仪和全自动比表面积与孔隙分布分析仪对颗粒活性炭进行分析。在羧甲基纤维素钠用量2%、助剂添加量20%、热处理温度350℃、热处理时间0.5 h条件下,制备出的颗粒活性炭碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和耐磨强度分别为815.37mg/g,163.50 mg/g和99.72%,并且具有良好的耐水能力。     

竹下脚料制备吸附黄金用活性炭

以竹下脚料为原料,通过正交试验法制取不定形颗粒炭,经检测其强度好,碘吸附值高,优于LY/T1125-1993《提取黄金用颗粒活性炭》标准A类(椰壳原料)指标,可作为椰壳活性炭的替代品用于黄金吸附,为黄金生产提供了新的活性炭品种。     

CMC粘接法制备柱状成型活性炭

以羧甲基纤维素钠(CMC)为粘接剂制备了柱状成型活性炭,研究了炭化温度、CMC添加量对产物吸附性能、孔结构及强度的影响。结果表明,随着炭化温度的升高,柱状成型活性炭的比表面积、亚甲基蓝吸附值和碘吸附值均呈现下降趋势;随着CMC添加量的增加,柱状成型活性炭的比表面积、总孔容、微孔容、平均孔径及亚甲基蓝吸附值、碘吸附值及对甲苯的吸附能力均逐渐降低,其强度逐渐增大。CMC粘接法制备柱状成型活性炭的最佳工艺为炭化温度200℃,CMC添加量10%,产物比表面积可达844.9 m2/g,亚甲基蓝吸附值和碘吸附值分别为189.2及968.2 mg/g,强度可达99.83%,甲苯的吸附率达65.5%。     

基于高频热压成型的竹集成材制备及力学性能评价

【目的】探索竹材含水率、热压压力、施胶量和热压温度对高频热压成型竹集成材力学性能的影响,并优化高频热压加工工艺获得力学性能较优的竹集成材,为竹集成材高频热压成型提供技术参考。【方法】设计正交试验,采用高频热压加工工艺,以酚醛树脂(PF)为胶黏剂,研究竹材含水率、热压压力、施胶量和热压温度4个参数变量对高频热压成型竹集成材抗弯强度和剪切强度的影响,建立抗弯强度和剪切强度数学模型,分析力学性能最优解。【结果】极差分析表明,热压参数对抗弯强度的影响顺序为热压压力、竹材含水率、热压温度和施胶量,对剪切强度的影响顺序为施胶量、竹材含水率、热压压力和热压温度;主效应分析表明,4级竹材含水率、1级热压压力、1级施胶量和3级热压温度为最佳抗弯强度的热压参数,1级竹材含水率、1级热压压力、2级施胶量和3级热压温度为最佳剪切强度的热压参数;交互分析表明,各热压参数间存在交互作用;方差分析表明,热压压力是影响竹集成材抗弯强度的最重要因素,施胶量是影响竹集成材剪切强度的最重要因素;数学模型分析得出,竹材含水率15%、热压压力2.0 MPa、施胶量260 g·m-~(-2)、热压温度130℃为抗弯强度最优解(168.51 MPa);竹材含水率10.2%、热压压力2.0 MPa、施胶量240 g·m~(-2)、热压温度130℃为剪切强度最优解(263.26 MPa)。【结论】竹材含水率、热压压力、施胶量和热压温度4个参数变量对高频热压成型竹集成材力学性能均有影响,提出的热压参数对竹集成材抗弯强度和剪切强度影响的数学模型,可有效反映热压参数与竹集成材力学性能间的关系,优化高频热压加工工艺生产的竹集成材,其力学性能满足相关标准和使用要求。     

瓦楞型竹席胶合板的模压工艺及性能研究

为开发轻质竹工程材料,制备模压瓦楞型竹席胶合板,分析主要工艺参数对制品性能的影响。结果表明:板材的静曲强度和最大压载荷随板坯含水率的提高而降低,随施胶量的增加逐渐提高;变形量随着铺装角度的增加而减小。在最佳制板工艺参数条件(板坯含水率15%,施胶量15%,铺装角度45°)下,板材的静曲强度达46.32 MPa,最大压载荷81.78 N,变形量为0°。     

基于I2/KI质量比的活性炭碘吸附值测试方法对比研究 ZHANG Li

选择了水蒸气活化椰壳活性炭(AC-11、AC-12、AC-13),磷酸活化粉末状活性炭(AC-21、AC-22),以及KOH活化石油焦高比表面积活性炭(AC-31、AC-32)7种以常见方法制备的,比表面积在800～3 500 m²/g范围的活性炭,研究了2种I₂/KI质量比对活性炭碘吸附值测定结果的影响,并分析了活性炭比表面积和孔隙结构对碘吸附值的影响。研究结果显示：活性炭的比表面积越大、中孔越发达、中孔分布越宽,I₂/KI质量比对活性炭碘吸附值的影响就越大,m(I₂)∶m(KI)为1∶1.5下测试样品AC-31的碘吸附值与其在m(I₂)∶m(KI)为1∶2条件下的差值能达到140 mg/g;对于碘吸附值在800 mg/g左右的微孔型活性炭AC-13,2种比例测试得到的差值几乎可以忽略不计,也就是说旧版和新版的木质和煤质活性炭标准得到的活性炭碘吸附值差别很小。在活性炭碘吸附值测试条件下,吸附碘有效孔隙主要集中在0.8～1.5 nm之间。对于椰壳活性炭等微孔型活性炭,其比表面积...     

水蒸气活化制备竹质成型活性炭及其对二硫化碳的吸附性能

竹材是重要的林业可再生资源,以竹材代替木材制备活性炭可节省大量木材。以竹粉为原料,经磷酸活化成型后进行水蒸气二次活化,在不同工艺条件下制备了高吸附性能活性炭。通过碘吸附值、亚甲基蓝吸附值、N_2吸附-脱附等温线、二硫化碳动态吸附量等对所制活性炭的性能进行表征。结果表明:在磷酸浸渍比1.2∶1、活化时间20 min、活化温度450℃,水蒸气活化温度875℃、活化时间1 h、流量3.0 m L/min条件下,制得的活性炭BET比表面积为1 264.60 m~2/g、总孔容积为1.227 cm~3/g、平均孔径为3.88 nm、碘吸附值为1 452.96 mg/g、亚甲基蓝吸附值为307.5 mg/g、强度为91.76%、得率为30.42%;在动态干燥和30%相对湿度条件下,对二硫化碳的单位质量吸附量分别为0.416和0.390 g/g。活性炭对CS2的吸附能力主要与活性炭的孔结构有关,微孔发达、平均孔径小、碘吸附值高的活性炭更有利于CS2的吸附。由于竹材表观密度相对较低,且受到竹材自身组分的限制,所制活性炭的强度低于椰壳活性炭。     

生物质气化剩余炭粉制备成型活性炭性能研究

以木屑气化剩余炭粉为原料,通过添加活化助剂次氯酸钙和使用黏结剂羧甲基纤维素钠、沥青、酚醛树脂成型,经炭化、水蒸气活化,制得成型活性炭。考察了黏结剂种类和添加量、活化助剂添加量、水蒸气活化条件对制备活性炭性能的影响,结果发现:沥青、酚醛树脂作黏结剂时,单独和配合使用都可以制备性能较好的成型活性炭;活化助剂的添加有利于提高制备活性炭的吸附性能,但会影响活性炭强度和得率。当活化助剂添加0.3 g、水蒸气活化温度850℃、水蒸气活化时间45 min、水蒸气流量1.5 mL/min时,沥青(添加量25 g)为黏结剂制备的活性炭AC1、酚醛树脂(添加量6 g)为黏结剂制备的活性炭AC2、沥青(添加量10 g)和酚醛树脂(添加量3 g)共为黏结剂制备的活性炭AC3,3种样品的碘吸附值最高超过900 mg/g,亚甲基蓝吸附值最大达180 mg/g,强度最高为99%,得率最高为32.9%;活性炭的微孔率最高大于83%,比表面积和总孔容积最大达697.04 m²/g和0.38 cm³/g。     

椰壳炭制备高比表面积活性炭的研究

高比表面积活性炭是一种极具潜力的吸附材料。本研究以椰壳炭为原料,采用水蒸气和CO2共同活化来制备活性炭。研究表明,粒径为0.28~0.90 mm的椰壳炭以水蒸气和CO2活化10~17 h可以制备出比表面积超过2 700 m2/g的活性炭。活性炭对CO2和CH4有着很强的吸附能力,在25℃时最高吸附量分别达到20.4和9.6 mmol/g。采用一种基于局部密度函数理论的方法计算出活性炭的孔隙主要集中在2 nm以下,利用孔径分布结果计算出的吸附量与实验测量值吻合很好。     

木糖脱色用活性炭的成型工艺

针对木糖脱色用粉状炭环境污染严重、废炭回收困难、再生处理不易等缺点,选择合适的粉状活性炭和黏结剂,研究其成型工艺。通过试验得到木糖脱色用成型活性炭的最佳工艺条件为:m(炭粉)∶m(复合黏结剂)∶m(水)=1∶0.4∶2.5,复合黏结剂中含有A和B两组分,m(A)∶m(B)=1∶4。混合成型后在150℃下干燥,强度在87%以上;温度在80℃左右,对木糖液脱色效果最佳,脱色率为75.36%;常温酸碱浸泡几乎对试样没有破坏,用酸碱煮沸5 min,颗粒表层略微有脱落,但对整体结构没有破坏。成型后活性炭的相关性能为:碘吸附值985mg/g,亚甲基蓝吸附值225 mg/g,焦糖脱色率60%,比表面积1 438.56 m~2/g。吸附饱和后的成型活性炭经酸洗后,再生性能较好。     

Preparation and Adsorption Properties of Activated Carbon with Developed Micropore from Coconut Shell by Pyrolysis Activation

以椰壳为原料,采用热解活化法制备微孔发达活性炭.研究了活化温度、活化时间对活性炭孔结构和吸附性能的影响.实验结果表明:活化温度为900℃,活化时间为4h,可制得比表面积为994.42 m2/g的微孔发达活性炭,其碘吸附值为1 295 mg/g,亚甲基蓝吸附值为135 mg/g.N2吸附结果表明活性炭的平均孔径在2nm左右,总孔容积为0.503 9 cm3/g,其中微孔容积为0.430 3 cm3/g,微孔率达85.39％.对该活性炭进行CO2动态吸附实验,CO2饱和吸附容量为56.61 mg/g,在热解活化法制备椰壳过程中,随着活化温度的升高和活化时间的延长,活性炭的得率有不同程度的降低.     

热解活化法制备微孔发达椰壳活性炭及其吸附性能研究

以椰壳为原料,采用热解活化法制备微孔发达活性炭。研究了活化温度、活化时间对活性炭孔结构和吸附性能的影响。实验结果表明:活化温度为900℃,活化时间为4 h,可制得比表面积为994.42 m2/g的微孔发达活性炭,其碘吸附值为1 295 mg/g,亚甲基蓝吸附值为135 mg/g。N2吸附结果表明活性炭的平均孔径在2 nm左右,总孔容积为0.503 9 cm3/g,其中微孔容积为0.430 3 cm3/g,微孔率达85.39%。对该活性炭进行CO2动态吸附实验,CO2饱和吸附容量为56.61 mg/g,在热解活化法制备椰壳过程中,随着活化温度的升高和活化时间的延长,活性炭的得率有不同程度的降低。     

关键参数对大豆胶桉木刨花板性能的影响

研究了刨花板密度、施胶量、施胶后含水率、增黏剂用量等参数对大豆胶刨花板各项性能的影响。结果表明:大豆胶刨花板的弹性模量和静曲强度随着密度的增大而增大;随着施胶量的增大,静曲强度、弹性模量和内结合强度呈上升趋势,而2h吸水厚度膨胀率基本没有变化;随着表层施胶后含水率的增大,静曲强度、弹性模量和内结合强度呈上升趋势,而2h吸水厚度膨胀率变小;增黏剂的加入显著改善了刨花板制备时的预成型性,提升了力学强度。     

磷酸法制备活性炭工艺研究

以杉木屑为原料,采用磷酸浸渍在高温下对其进行活化,制备活性炭。探讨温度、保温时间、磷酸浓度对活性炭性能的影响。结果表明,随着温度和保温时间的增加,活性炭的亚甲基蓝吸附值、碘吸附值和苯吸附值总体呈上升的趋势。随着磷酸浓度的增加,活性炭的亚甲基蓝吸附值和碘吸附值呈先降后升的趋势。在较优的实验工艺下,活性炭的亚甲基蓝吸附值、碘吸附值和吸苯率分别为330.0 mg·g-1、1 015.7 mg·g-1和59.2%。     

竹热解气化副产物改性制备高性能成型活性炭及其表征

以竹热解气化产生的炭副产物为原料，高分子化改性焦油等为黏结剂，经液压成型、热解交联、水蒸气活化制备竹质成型活性炭，分析了不同黏结剂的成型机制，考察了黏结剂类型、改性焦油添加量、活化温度、活化时间对活性炭性能的影响，结果发现：焦油经芳香化交联改性后，相对分子质量和热稳定性提高了，对竹炭孔道的堵塞作用减轻了，炭颗粒间的黏结和热解交联作用增强了，可制备高性能的竹质成型活性炭；以40 g竹炭粉为原料，在改性焦油添加量12 g、炭化温度550℃、炭化时间90 min、水蒸气活化温度850℃、水蒸气活化时间80 min的条件下制得成型活性炭，其碘吸附值1 232 mg/g,亚甲基蓝(MB)吸附值240 mg/g,强度91%,得率48.5%,比表面积和总孔容分别为1 157 m²/g和0.478 1 cm³/g,对甲苯和四氯化碳的吸附率分别为385 mg/g和75.2%,且成型活性炭的微孔孔容与甲苯和四氯化碳吸附率呈正比关系。     

磷酸法竹活性炭除铬性能的研究

以磷酸法制备的不定型竹活性炭为原料,分析其脱除六价铬的过程,探讨吸附时间、温度、浓度和p H值对竹活性炭除铬性能的影响。结果表明,随着吸附时间和温度的增大,竹活性炭对K2Cr2O7溶液的吸附量不断上升;溶液起始浓度的提高,有利于活性炭对六价铬的吸附量和吸附速率的增大,且吸附速率与起始浓度成线性关系,速率方程为r=0.07835c-0.805。     

硫酸改性对活性炭吸附性能的影响

采用硫酸对活性炭进行改性,探讨硫酸浓度、改性温度对改性活性炭吸附性能的影响。结果表明,随着温度的升高,改性活性炭的亚甲基蓝吸附值和碘吸附值呈现先升后降的趋势,而苯吸附值和苯酚吸附值总体呈不断下降趋势;随着硫酸浓度的升高,改性活性炭的亚甲基蓝吸附值、碘吸附值和苯吸附值呈不断下降的趋势,而苯酚吸附值呈先降后升的趋势。与未改性的活性炭相比,改性活性炭的亚甲基蓝吸附值和碘吸附值均有所降低,苯酚吸附值有所升高,而苯吸附值在一定范围内有所升高。     

木质素对H_3PO_4法活性炭孔隙结构的影响

以杨木、落叶松木、麻秆屑为原料,采用乙酸-亚氯酸钠法对原料进行脱木质素处理,研究木质素对H3PO4法活性炭孔隙结构的影响。通过物理吸附仪测定活性炭的比表面积和孔结构,利用碘值和亚甲基蓝吸附分析其吸附性能;采用TG/DTG分析原料去除木质素前后热解过程。结果表明,除去木质素后活性炭的比表面积、总孔容、外表面积变小;微孔孔容、微孔比表面积增加,木质素的去除有利于微孔的形成;碘吸附量增加,亚甲基蓝吸附量下降。除去木质素后的原料耐热性和热稳定性均下降。