KOH水蒸气活化法制煤基活性炭和氢气的研究.pdf

第34卷第2期 煤 炭 转 化 V01．34NO．2 2011年4月 C()ALCONVERSl0N Apr．2011 KOH一水蒸气活化法制煤基活性炭和氢气的研究‘ 杨晓霞D 周安宁2’ 摘 要 以神府38煤为原料，采用KOH一水蒸气活化法制备了煤基活性炭和氢气．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过程中氢气产量的影响，并对其活化机理进行 了撂讨．结果表明，活性炭碘值、亚甲基蓝值以及氢气产量受这些工艺参数影响很大，当浸溃比为 O．5，活化温度为700℃，单元活化时间为10m_in时，所制得的活性炭性能较好，碘值达到837mg／g， 亚甲基蓝吸附值达到431 mg／g，此时H2产量约33．1mmol／g煤． 关键词 活性炭，氢气，耦合活化，煤 中图分类号TQ424．1，TQ536 2h后于110℃下干燥制得实验样品．实验装置见 0 引 言 图1． 活性炭孔隙结构发达，比表面积高，吸附能力 强，是一种优良的以含碳物质为前驱体的吸附材料， 广泛用于诸多行业，几乎涉及所有的国民经济部门 和人们的日常生活[1’2]，煤是制备高性能活性炭的 重要原料之一．[33氢是一种理想的清洁能源[4]，作为 一种能量载体可满足发电、交通运输、商业住宅以及 工厂等的能源需求，具有广泛的应用前景．目前世界 上所需H。的95％都是由矿物燃料制得的，根据能 源储量及其结构特点，各种煤制氢技术仍将是获得 10 大量氢的重要途径之一．为减少煤制氢过程中C0。 图1实验装置 的排放量并将碳以吸附材料活性炭的形式固定下 Schematicofthe Fig．1 diagramexperimentalsetup 来，同时减少碱活化制活性炭过程中KOH的用 1——N2；Z——Reductionvalve；3——Pressuremeter；4—— 量，本研究通过阶段性地通入水蒸气，探讨低活化 Flowmeter；5——Water 剂用量下集成“氢能源一炭材料”于一体的耦合活化 band；8——Heating 工艺． 1l——Temperature bubbleflowmeter 14——S0ap 1 实验部分 称取一定质量的干燥样品置于热解炉中，在流 量是90 1．1原料 热速度加热到活化温度．在各活化温度下先通人流 以神府38煤为原料，粉碎至0．15mm，煤质 量为0．1mL／(min·g煤)的水蒸气活化，然后停止 分析参考文献E5-1． 通水蒸气，化学活化相同时间后，再通入水蒸气活 化，如此交替进行直至达到设定的总活化时间1h 1．2活性炭及氢的制备方法与产物表征 (每个活化单元的活化时间定义为单元活化时间)． 煤与KOH按质量比为1：1，2：1，4：1