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影响煤质活性炭活化效果的因素
影响煤质活性炭活化效果的因素
发布时间:2018-5-10 17:14:45      来源:http://www.thevvshop.com      浏览:

    影响煤质活性炭活化效果的主要因素:

    (1)活化剂种类对活化过程的影响

    炭的气化燃烧反应的相对速度(800℃,10.1KPa),在相同的温度下,不同的活化剂化学性质不同,它与炭的反应速度也不同。从上表中可以看出空气、水蒸气和二氧化碳活化的相对速度对比。如炭和氧的反应速度较快,活化温度只需600℃左右即可;而用水蒸气则需800-950℃。由于水蒸气能充分地扩散到炭的微孔内,使活化反应能在整个炭颗粒内均匀进行,所以得到比表面积大、吸附能力强的活性炭。总的认为,CO2和水蒸汽作为活化剂活化的效果较好。

    (2)原料煤性质的影响

    不同的煤种,含碳量、含氧量、含氢量不同,灰分、挥发分不同,煤化学结构不同,炭化后得到的半焦特性也不同。在一定温度下,对活化剂反应的速率也不尽相同。因此,原料煤不同,选用的活化生产工艺略有不同。无烟煤为原料的活化温度可比烟煤的活化温度高20-30℃。

    (3)炭化温度的影响

    煤的炭化温度直接影响炭化料的孔隙结构和强度,即影响半焦的性质,尤其是最终温度。炭化终温过高,会造成炭化料表面收缩形成易石墨化炭层,造成活化难度增加。

    (4)活化温度的影响

    活化是炭和活化剂在高温下进行的反应。随着温度的升高,反应速度加快,活化速率加大,但是太高易造成不均匀活化。在不同的活化温度下,生产的活性炭孔结构不同。活化温度过高,微孔减少,吸附力下降。一般水蒸气活化法的活化温度控制在800-950℃,烟道气的活化温度控制在900-950℃,空气的活化温度控制在600℃左右。以太西煤为原料,适当地将活化温度控制在930-950℃,对提高产量是有益的,通过表3可以看出,较高的活化温度对水蒸汽用量的需求是下降的,活化速率是提高的,且幅度较大。

    (5)活化剂流速及浓度的影响

    活化剂的流速大,它与炭反应速率增加,使烧失率增加,产生不均匀活化,导致微孔减少。活化剂流速低时,孔容积反而增加,因此活化剂适当的流速是保证活性炭质量的因素之一。

6号彩票网站    下表是水蒸气用量与活化时间的关系。以水蒸气为活化剂,在一定温度下水蒸气的用量大,可以缩短活化时间,但在不同的温度下,缩短的活化时间不同。经过试验数据,活化温度在850℃增加到930℃时,CO2的浓度可提高一倍。CO2作为活化介质,其浓度提高可加快反应速度。

水蒸气用量与活化时间的关系.jpg

    (6)炭化料灰分的影响

    炭化料中无机成分在炭化和活化过程中,大部分转化为灰分,它是影响活性炭强度主要因素,在灰分与碳接触的界面上,灰分会造成裂纹,影响活性炭的强度。无机物中的碱金属,铜,铁等氧化物和碳酸盐,对碳和水蒸气的反应有催化作用,因此,在炭化料中加入少量的钴、铁、钒、镍等氧化物,可加速碳与水蒸气的反应。

    (7)炭粒度的影响

    炭颗粒小,活化速度快,这是显而易见的道理。粒度过大,活化反应受活化剂在炭颗粒内扩散速度的影响,活化剂与炭的接触面积小,会发生颗粒外部已烧失,而内部还未活化的现象。颗粒过小,活化气流通过阻力加大,也达不到均匀活化的目的,因此炭粒的粒度直接影响活化速度和活化均匀程度,炭的粒度要均匀。在反应过程中,炭粒度逐渐变小,有利于活化,但灰分附在炭颗粒外表面,会影响活化剂的作用。

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