不定型煤基活性焦制备及预处理影响研究

摘要

我国煤炭燃烧排放大量的SO₂和NO_x等导致了严重的空气污染，需要寻找一种清洁高效的烟气联合脱硫脱硝技术．煤基活性焦因其脱除效率高，再生能力强等诸多优点备受关注，但目前的研究主要集中在柱状和粉末状活性焦上．为研究大粒径煤基活性焦的制备参数和预处理对活性焦理化特性的影响，对原煤颗粒进行高温空气预氧化处理，并通过炭化-水蒸气活化两步法制备活性焦．结果表明：低温长时间活化可使炭化料内部孔隙充分刻蚀，显著提高比表面积和孔容，以水蒸气作为活化剂有利于微孔和介孔协同发展，适合制备大粒径分级孔结构活性焦．700℃活化3 h制得的府谷煤活性焦比表面积为429.54 m²/g，介孔占比27.80%;850℃活化3 h制得的大同煤活性焦比表面积为892.20 m²/g，介孔占比21.46%．高温空气预氧化能够改变原煤内部结构，对府谷煤颗粒在200℃下预氧化15 h后，氧化煤内部成分和结构基本稳定，脂肪结构被消耗的同时生成了大量含氧官能团．预氧化处理对炭化过程的影响较为显著，氧化煤在炭化过程中热塑性特征显著降低，减少了焦油对孔隙的堵塞，此外，含氧官能团的交联作用也促进了煤中大分子的缩聚和孔隙的形成，从此促进初步孔隙的发展．虽然预氧化使得活性焦的比表面积和孔容都有所增大，但活化剂和样品之间的成孔路径未产生改变．

关键词

煤基活性焦 / 分级孔 / 脱硫脱硝 / 水蒸气活化 / 空气预氧化