平炉水蒸汽法活性炭生产工艺与设备技术改造探讨

<正>平炉水蒸汽法生产活性炭系民间创作的一种设备结构简单、投资省、见效快的物理法生产活性炭。它靠木炭在平炉内自燃供热活化,产生的烟道气供炉后的余热锅炉和烘干坪利用。主要设备是由耐火砖砌成的、顶拱底平的长方形平炉和供汽的余热锅炉等,其工艺如图所示:     

旋流、喷动连续活化炉的开发研究(初报)

试验出一种新型活化炉——旋流、喷动连续活化炉(多隔板),以低温空气、水蒸汽作流化介质与活化剂,外热式,炉型结构简单,能排渣,活化收率30％,对0.15％亚甲兰脱色力11ml。空气量(50℃),水蒸汽量(120℃)均为8升/分,操作气速0.122米/秒,活化温度1000℃。     

资源化利用鸭粪制备活性炭的研究

[目的]探讨鸭粪作为活性炭制备原料的资源化利用可行性.[方法]以鸭粪为原料,采用氢氧化钾为活化剂制备活性炭,以碘吸附值和亚甲基蓝吸附值为评价指标,研究鸭粪活性炭制备过程中固液比、活化剂浓度、活化时间、活化温度等因素对活性炭产率和吸附性能的影响.[结果]鸭粪活性炭最佳制备工艺条件：固液比为1∶2.5、KOH浓度为40％、活化时间为45 min、活化温度为800℃,其活性炭产率、碘吸附值和亚甲基蓝吸附值分别为32.3％、388 mg/g和53 ml/g.在最佳制备工艺条件下添加25％的锯木屑,能明显提高活性炭的吸附性能.[结论]该研究结果为鸭粪的资源化利用提供了一种新型环保的技术.     

磷酸活化棉秆制备活性炭的研究

[目的]磷酸活化棉秆制备活性炭.[方法]以棉秆为原料,磷酸为活化剂,采用一步法制备活性炭,考察了浸渍比、活化温度、活化时间对活性炭吸附性能和活化得率的影响.[结果]棉秆制备活性炭的最佳工艺条件：浸渍比为1.5,活化温度450℃,活化时间60 min.此时,活性炭的碘吸附值为1 376 mg/g,亚甲基蓝吸附值为163.5 mg/g,活化得率为35.67％.制得的活性炭比表面积为1 462 m2/g,总孔体积为1.178 cm3/g,中孔体积为0.792 cm3/g,平均孔径为4.4nm,最可几孔径为3.9nm.[结论]该研究对于扩大制备活性炭的原料,带动产棉区的农业经济发展具有重要的意义.     

水蒸气活化法制备杨梅核活性炭

以杨梅Myrica rubra核为原料制备活性炭,采用水蒸汽活化法制备杨梅核活性炭的优化工艺条件为：活化温度950 ℃,活化时间1.5 h,水蒸气用量6 mL·g^－1。在该条件下,杨梅核活性炭的得率为34.2%,碘吸附值达1 167.2 mg·g^－1,亚甲基蓝吸附值达132.0 mg·g^－1。活化温度对杨梅核活性炭的得率和吸附能力都有显著影响（P＜0.05）;活化时间只对得率有显著影响（P＜0.05）,对吸附能力影响不显著;水蒸汽用量对得率和吸附能力均无显著影响。杨梅核活性炭对甲醛、苯、氨气、三氯甲烷等4种有毒气体的吸附能力依次为：甲醛＞三氯甲烷＞苯＞氨气。图2表5参7     

微波辐照核桃壳磷酸法制备活性炭的研究

以核桃壳为原料,采用微波辐照磷酸法制备活性炭.探讨了磷酸浓度、微波功率、辐照时间及对产品活性炭的亚甲基蓝脱色力、碘吸附值及得率的影响.确定了微波辐照磷酸法制备活性炭的工艺条件:微波功率460 W,活化时间10 m in,磷酸质量分数50%.在此条件下制得的活性炭碘吸附值为809.06 mg/g,亚甲基蓝脱色率108 mL/g,得率52.96%.活化时间是传统工艺水蒸汽活化核桃壳制活性炭的1/9,得率是传统工艺的2.6倍.     

氨-活性炭吸附式制冷在船舶中的应用

为在船舶中应用余热吸附式的研究成果,选择“SITCTAISHAN”号散货船,通过船舶主机在额定工况下的能量衡算,应用当前氨一活性炭吸附式制冷系统COP的经验值,分析了该轮中央空调系统和伙食冷库采用废气锅炉蒸汽驱动的氨一活性炭吸附式制冷系统的可行性．并且,根据氨在SAC-02活性炭上的吸附平衡数据和活性炭吸附床的循环吸附特性,结合“SITCTAISHAN”轮空调机间的结构特点,规划了由废气锅炉蒸汽驱动的9床循环氨一活性炭吸附制冷系统方案,并对系统的关键部件及运行控制方案设计提出了相应措施．该研究将有助于推进船舶余热吸附式制冷技术的应用．     

水蒸汽平炉活性炭生产节能法

<正>水蒸汽平炉生产活性炭是以木炭为原料,经自燃产生高温,同时通入饱和水蒸汽作活化剂,直接生产活性炭。这种生产、方法简单,设备投资费用低,经济效果显著,民间正大力发展。对福建来说,可谓遍地开花。假如水蒸汽平炉能更有效地利用热量,那末产品质量与得率还可以进一步提高,为此,作者提出以下二条措施以节能。     

板栗壳活性炭的制备方法

以板栗壳为原料,采用氯化锌活化法制备活性炭,研究了原料粒度与炭化程度的关系,根据不同温度与锌用量变化的活性炭吸附值,分析了活化务件对产品性能的影响.结果表明,板栗壳粉0.3～0mm,锌屑比2:1,250～650℃变温炭化210min,550℃活化45min获得的活性炭比表面积为980m2·g-1,亚甲基蓝吸附值14.5 mL·0.1g-1.     

KOH活化法制备棉秆基活性炭的研究

以棉秆为原料,在氮气保护下于400℃直接碳化120 min后,以氢氧化钾为活化剂制备棉秆基活性炭,主要考察了碱碳比、活化温度、活化时间等工艺参数对活性炭吸附性能及活化得率的影响。结果表明,制备棉秆基活性炭的最佳工艺条件为碱碳比为2.0,活化温度700℃,活化时间90 min,此时制得的活性炭的碘吸附值为1 381 mg/g,亚甲基蓝吸附值为180 mg/g,平均孔径4.42 nm,最可几孔径2.17 nm,活化得率为18.07%。     

糠醛渣炭化学法制备活性炭及其灰分的去除

[目的]探索糠醛渣炭化学法制备活性炭的最佳工艺条件,同时找到有效的灰分去除方法。[方法]以糠醛渣炭为原料,采用磷酸活化的方法制备活性炭,并采用合适的方法去除活性炭的灰分。[结果]通过正交试验确定了磷酸活化的最佳条件为:浸渍比1∶4,活化液质量分数60%,活化温度500℃,活化时间60 min。用12%的氢氟酸溶液除灰分,80℃环境下搅拌12 h(在通风橱中反应),测得的灰分含量为9.53%,亚甲蓝吸附值178.3 mg/g,碘吸附值899.1 mg/g。[结论]糠醛渣炭是制备活性炭的优良原料,用其制备活性炭可解决糠醛渣炭的堆积污染问题,还可避免资源浪费。     

竹炭制备高比表面积活性炭及其电容性质研究

[目的]研究竹炭制备高比表面积活性炭及其电容性质。[方法]采用竹材加工剩余物制成的竹炭为原料,以氢氧化钾为活化剂制备了双电层电容器用活性炭,并通过正交试验研究了液固比、活化温度、活化时间及升温速率对产品吸附性能的影响。[结果]得到最优的活化工艺参数如下：碱炭比为4∶1,活化温度为770℃,活化时间为60 min,升温速率为10℃/min,比表面积高达2 379 m2/g,但其质量比电容不是最大。当比表面积为2 121 m2/g时,质量比电容最大（323 F/g）,但其体积比电容偏小。[结论]为研制高比电容量且具有实际应用价值的电极材料提供了依据。     

以育苗废水作热源的海水热泵制热性能研究

以新鲜海水和育苗废水作热源,研究了海水热泵的制热性能和对育苗水体的升温效果。结果表明：增加海水热源温度和流量,有利于提高海水热泵的蒸发温度和制热量,当海水热源温度和流量保持在16℃和300L／h以上时,海水热泵具有良好的制热性能,热泵的制热系数COP值超过3．5;提高海水热源温度,冷凝器出水升温幅度随之增加,但是随着海水热源流量增大,冷凝器出水升温幅度明显下降,当海水热源温度高于16℃、流量小于300L/h时,冷凝器出水升温幅度保持在5．8℃以上;利用净化后的育苗废水（温度为21～23℃,流量为300t／h）作热源时,海水热泵具有良好的运转性能,热泵的COP值达到4．2,冷凝器出水升温幅度达7．6℃,海水热泵的水体升温费用与燃煤锅炉相当,仅为燃气锅炉、电加热和燃油锅炉加热费用的14．5％、23．7％和28．5％。     

载体活性炭的研究——(Ⅱ)白炭制维尼纶载体炭

本文在松根炭制维尼纶载体炭小试的基础上,利用白炭强度高的特点,选择合适的炭活化工艺,制造维尼纶载体炭。在950℃下活化2h,可得到得率为37％,醋酸值大于500mg/g,碘值大于1000mg/g,强度(耐磨)大于70％的载体炭。     

两种活性炭平炉的有效能(火用)分析

本文对活性炭平炉进行了有效能分析,发现普通平炉能耗主要是烟气带走了大量有效能,占总输入有效能51.3％,而SL—SY型平炉只占9.0％,后者因此所节省的炭,以得率20.0％（干基）计,相当于比前者多生产51.5％的活性炭。     

木质活性炭自热过程指标气体产生规律研究

[目的]研究木质活性炭受热氧化过程指标气体的产生规律。[方法]利用程序升温对3种挥发分含量不同的木质活性炭进行加热氧化和尾气在线检测,并对其受热过程中指标气体产生规律进行分析研究。[结果]木质活性炭在受热升温氧化过程中会释放出H2、CO、C2H4和C2H2,当木质活性炭的挥发分含量较高时还会放出CH4指标气体。其指标气体产生规律为:当体系温度达100℃时,样品开始释放出H2;随着温度的升高,依次检测到其他气体,各样品C2H4在140～160℃、CO在160～180℃、C2H2在190～200℃时,分别被检测到;C2H2在体系温度为230℃释放量达最大值,其余各指标气体的释放量则随体系温度增大而增大。[结论]各指标气体随着相应官能团逐步活化而释放,并且前一指标气体释放时产生的热量为后一官能团的活化提供热量。     

氢氧化钾活化法制备杨木刨花板活性炭的研究

为探索废弃刨花板的再利用方式,以杨木刨花板为原料,采用氢氧化钾活化法制备活性炭。以活化温度、活 化时间、浸渍比和施胶量为参数研究活化工艺对所得活性炭吸附性能和活化得率的影响,并对试验范围内较优试 验条件下制备的活性炭的微观结构和表面吸附性能进行元素分析、扫描电镜分析和N2 吸附测试。结果表明:浸渍 比是氢氧化钾活化法制备木质活性炭最重要的影响因素;在活化温度1 000 益、活化时间40 min、浸渍比1颐3、施胶 量6%的条件下,活性炭样品的BET 比表面积为2 459.708 m2 / g、碘吸附值为2.047 g/ g、活化得率为58.30%。      

农业废弃物棉杆活性炭的制备及其孔隙结构分析

[目的]研究棉杆活性炭制备的最佳试验条件及其孔隙结构特征。[方法]以农业废弃物棉杆为原料、ZnCl2为活化剂,马弗炉加热制备活性炭,用正交试验方法得出活性炭制备的最佳试验条件。同时,用扫描电镜对其结构进行观察。[结果]在活化剂浓度为50%、浸泡时间16 h、反应温度600℃、反应时间70 min的工艺条件下,可得产率13%、碘吸附值1 008.1 mg/g、亚甲基蓝吸附值489.6mg/g的活性炭,亚甲基蓝吸附值达到国家木质净水一级活性炭标准的3.62倍,并且棉杆活性炭具有丰富和发达的蜂窝状孔隙结构。[结论]该研究为拓宽活性炭生产的原料来源提供了一定的理论依据。     

大温度区间氢在活性炭上的吸附平衡分析

分析温度变化对氢在活性炭上等量吸附热的影响,从而为构建活性炭低温吸附储氢系统提供技术支持.选用比表面积为2074 m2.g-1的椰壳型SAC-02活性炭,在低温区间77.15～113.15 K,压力范围0～8 MPa;较高温区间253.15～293.15 K,压力范围0～11 MPa,用Setaram PCT Pro E＆E测试氢在活性炭上的吸附等温线,并由Ozawa对吸附相作过热液体的假设确定绝对吸附等温线.根据绝对吸附平衡数据,在不同温度区间进行等量吸附线标绘,确定等量吸附热,并由亨利定律常数确定极限吸附热.结果表明：氢在SAC-02活性炭上低温区间、较高温区间和整个温度区间内的等量吸附热平均值分别为4.80,6.44,5.62 kJ.mol-1,极限吸附热平均值分别为6.89,8.38,7.64 kJ.mol-1,必须选用活性炭吸附储氢温度区域吸附数据的等量吸附线标绘,才能确定用于分析吸附过程热效应的等量吸附热.     

不同炭化–活化过程杉木液化物碳纤维微晶结构演变及孔结构形成路径

  目的  为进一步揭示木材液化物活性碳纤维（ALWCFs）孔结构形成机制,探讨了不同炭化–活化过程杉木液化物碳纤维（LWCFs）微晶结构演变及孔结构形成路径。  方法  通过控制炭化温度（500 ~ 900 ℃）获得具有不同微晶结构的LWCFs,在800 ℃进行水蒸气活化,采用元素分析仪、X射线衍射仪和氮气吸附仪分别考察了不同炭化–活化过程中LWCFs的元素组成、微晶结构和孔结构的变化。  结果  随着炭化温度的升高,LWCFs中碳元素质量分数逐渐升高,氢、氧元素质量分数减少,ALWCFs碳元素质量分数逐渐增加,氢、氧元素质量分数逐渐减少。炭化温度的升高使LWCFs乱层石墨微晶轴向尺寸逐渐增大,结构更加致密,900 ℃时横向微晶发生了生长。在活化过程中,高的炭化温度显著促进了水蒸气对轴向微晶的侵蚀,且随着活化时间的延长,侵蚀程度加重。活化20 min时,微晶横向尺寸显著增大,900 ℃炭化样品增长最为明显,进一步延长活化时间横向微晶结构无显著变化。孔结构数据表明:炭化温度的升高提高了ALWCFs的比表面积和总孔容,对微孔结构的形成有明显促进作用,且活化时间越长,微孔结构增加越显著。低的炭化温度有利于活化初期中孔结构的形成,而900 ℃炭化样品初期中孔结构较少,但随着活化时间延长,微孔结构的逐步扩大导致了中孔结构明显增多。  结论  水蒸气对乱层石墨轴向微晶内部的侵蚀是形成ALWCFs微孔结构的主要途径,中孔结构在活化初期主要来源于水蒸气对晶体缺陷或初始孔隙处的活化作用,活化后期主要来自于初期微孔的逐步扩大。