超临界水活化褐煤制取活性炭
第22卷第3期
1些篁!旦
文章编号:1007培827(2007)03-0264-07
。堡兰!竺!些竺!堡坠!
超临界水活化褐煤制取活性炭
程乐明1”,姜炜1”,张荣1,
毕继诚1
新型炭材料
Vo!.22
No,3
墅:!墼
(1.中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实驻室.山西太原030001;2.中国科学院研究生院,北京100039)
摘要:
以超临界水(SCW)活化褐煤制取活性炭为目的,在毕连续¥cw反应装置上,研究了活化温度(600℃一
700℃)、压力(0.1MPa一30MPa)和KOH添加量(质量分数为0%一15%)对小龙潭褐煤所制活性炭吸附性能和孔结构的影响。结果表明:升高活化温度有利于煤转化率、活性炭BET比表面和碘吸附值的增加,同时中孔比例也明
显升高。与相同温度下常压水蒸气活化相比,SCW活化反应有利于活性炭的吸附性能和中孔比例的升高。650℃时活化压力由0IMPa升至25MPa,活性炭BET比表面增加74%,中孔所占比例增加38%左右。煤中添加质量分数10%KOH可进一步促进孔隙生成,活性炭BET比表面可这825m2/g。此外,KOH还可与煤中的矿物质发生反应,通过酸洗脱除活性炭中的灰分至质量分数2%以下。关键宇:褐煤;活性炭;超临界水;比表面;孔结构;活化中国分类号:TQ424,1+1
文献标识码:A
1
前言
活性炭具有不同的iL隙结构,广泛用于净化、催
英、黄铁矿和黏土等可与所添加的催化剂发生反应,在随后稀酸清洗残余催化剂时形成可溶物得以脱除,降低了产品中的灰分含量,从而降低了对原煤灰分的要求,避免了原料煤预脱灰工序。F.salvador等”o提出了以SCW和SC—CO:作为活化剂对炭化焦进行活化的概念装置,但没有具体的实验结果报
道。CaiQiong等”41报道了酚醛树脂炭化料在
化剂载体、储气材料和医药等领域。褐煤具有廉价和碳骨架孔结构丰富的特点,是制备活性炭的重要原料之一。在工业常规煤葳活性炭制备过程中,要求原料煤中灰分含量较低或经预先脱灰过程,且必须经炭化和活化两步进行。前者以脱除挥发分
(600oC一800℃)为目的,后者则通过气化反应打开
SCW中活化制取活性炭的实验研究,在650℃、36】M]Pa下反应6h后,BET比表面达919m2/g,与相同转化率下水蒸气活化活性炭相比,SCW活性炭的中孔比例略高。
前期关于煤在SCW中热解和制氢反应过程的研究表明”’4J,SCW制氢可以集热解、萃取、气化和水煤气变换反应为一体,生成富氢气体,通过控制反应条件碳转化率可达30%~60%。由于煤在SCW中达到完全转化需要较为苛刻的条件或较长的停留时间,而通过调节SCW参数,控制煤热解和部分气化反应从而生成富氢气体,同时利用上述反应所产生的多孔固体产物制取炭材料,可能是进一步提高过程经济性的选择之一。笔者在半连续SCW反应装置上,考察了活化温度、压力等条件对小龙潭褐煤所制活性炭吸附性能和}L结构的影响。以探讨SCW中褐煤生成活性炭的可行性。此外,为了迸一步提
炭材料表面封闭的碳7L和生成新孔来制取多孔性炭材料(800℃一1
000
oC),反应时间一般需要2h~
6h,工艺复杂且能耗较高。
超临界水(Supercdficalwater,SCW)是指温度
和压力均高于水的临界点(374℃、22.1MPa)的状态。SCW兼有气态和液态水的特点,具有扩散性好、溶解度高、低黏度和高密度的特性,目前已证明SCW在有机合成”o、废弃物处理”1和畲碳有机物制氢方面”“具有独特的优势。由于SCW具有优良的扩散性和对有机物的溶解性,不仅可渗透到煤微iL中萃取热解产物如焦油、气体分子等,使炭化料表面的孔呈开放状态;而且还可深入碳孔深处发生活化反应,促进孔隙生成并提高活化速率。此外,SCW还可携带碱金属催化剂到达碳孔内部,大幅提高活性炭的}L容积和比表面;原料煤中的灰分如石
收稿日期:20074B-22;修回日期:20074)6-02
基金项目:国家重点基础研究发展(973)计划(2006cB705800)。通讯作者:毕继诚,E—mail:bijc@sxice.∞.佣
作者简介:程乐明(1977-),男,山西人,博士,从事堪在超l临界水中的转化研究。E-mail:cll曲gh@sxicc.∞∞
万方数据
第3期
程乐明等:超临界水活化褐煤制取活性炭・265・
高活性炭的品质,还考察了KOH催化剂对活性炭吸附性能和灰分脱除的影响。
表1小龙褐煤的性质
Table1
PropertiesofXiaolongtancoal
2实验
.。黑10:{竺划、
∥‘%f∞received)
Ultimate卸al址/%(daf)
一‘……7
2.1实验原料
M
A
V
FC
CH。N
S
O-
采用云南小龙潭褐煤为原料(0.3mill~
1475
1089409633406786
5.46
l
4】2
fi4
22
63
0.5
mln),其性质如表1所示,灰成分组成见表2。
a:bydifference
表2小龙褐煤灰分的等离子体发射光谱(ICP)分析结果
Table2
ThecompositionofashofXiaolongtanUgnitebyInductivelyCoupled
Plasma(10P)analysis
Si02
CaOFez03Ah03
MgO岛oTi02.Na20-Mn02
Ash
content
w/%
40152775
15
7
12.2
2.88、058
058
0.09
0.04
2.2’实验装置及分析方法
中灰分,经真空干燥(100oC,2h)烘干后得到活性炭
小龙潭褐煤制备活性炭实验在半连续SCW反样品。
应装置上进行,图1为实验装置示意图。将适量煤以碘吸附值评价活性炭吸附性能的优劣b】。样或已浸渍KOH的样品,装入300目的不锈钢滤网选择部分样品利用氦气吸附仪(ASAP2000)在并置于反应器中密封,热电偶测温点置于反应器内77K下测量等温吸附性能。活性炭比表面由BET部与料床接触,在N:保护下以10℃/min升至反应方程得出。孔结构按照密度函数理论(D17F法)计温度(煤热解转化率为38%左右),通人氮气将热解算。总孔孔容由相对压力为0.95时的液氮吸附量气体排出,泵入水蒸气与煤焦反应。同定水流量为计算,微孔孔容由t-plot法得出,中孔孔容根据二者3,6L/h,通过背压阀控制系统压力,达到设定压力之差得到,中孔比例由中孔占总孔容积的分数得后开始计时反应,气体生成量通过流量计计量。反到……。原料和活性炭中的矿物质采用ICP法测应结束后,打开加热炉并关闭加热电源,继续泵入去得。表3显示了活性炭的产率和iL结构随SCW参离子水快速将反廊温度降至300oC以下。将同相产数的变化。为了说明SCW的作用,表3还给出了
物取出,用质量分数6%的HCl微沸20rain洗涤其
650
oC常压水蒸气活化所得活性炭的结果。
WattF乜rm
kQ兮砭酉孓扣钿一由■蜀《吾亩钿一
Co棚sam叫e
圉l半连续SCW括化装置示意茸
Fig
l
Semi-continuous¥CW
activationreactor
schematic
表3活性炭制备条件爱其孔结构特性(活化时间1h,水流量3.6L/h)
Table3
Pr枷aon
conditionsandporestnlCtUmcharacteristicsofactivatedcarbons
:(activationtime:1h,waterflowrate:3.6L/h)
万
方数据
新型炭材料第22卷
3结果和讨论
活性炭表面孔隙的形成实质上是一种控制的气化过程,该过程与反应的条件、催化剂的存在与否密切相关。实验检测到的气相产物为82、CO:、cH4和CO,水蒸气气化、SCW气化和催化气化的气体组成较为接近,均以心(体积分数62%~66%)和CO:(体积分数31%一33%)为主,CH。和CO的体积分数均小于4%,表明反应条件下碳气化反应和水煤气变换反应是活化过程中的主要反应。
3,l活化温度
温度是影响活化反应的主要因素之一,图2显
示了25MPa下反应1h后,煤转化率和吸附性能随
反应温度的变化。随着温度的升高,碳气化反应速率迅速增加使得煤转化率提高。热解反应完成后,活性炭表面的孔隙结构被无定形碳和焦油填充和封闭。随着气化碳转化率的不断升高,反应初期使得封闭的碳孔被打开,进而在碳孔内部发生气化反应生成新的微孔;反应后期造fL反应基本结束而以扩孔为主。在压力25MPa,反应时间1h的条件下,
600℃、650oC和700℃时煤转化率分别为加.3%、
52.1%和65.4%,活性炭的碘吸附值分别为
286illg/g、523
mg/g和732mg/g。说明随着温度升
高,气化反应速率提高,使得煤转化率和活性炭的吸
附性能明显增加。
k凸E、qff
塞—
Temperatu怕t,。c
图2括化温度对煤转化率和活性炭碘吸附值的影响(25MPa.1h)
Fig2
Effectofactivationtemperature
on
coalconvcrslonand
Iodine
number(25M^.Ih)
对比图3中650oC和700oC活化所制活性炭的N:吸附等温线可以看出,两种样品的吸附等温线在相对压力低于0.1时都呈明显上升趋势,表明微孔结构均较为发达。随着相对压力的逐渐增加,650℃制得活性炭的吸附等温线趋于平缓,说明中
万
方数据孔所占比例相对较低;而700℃样品的吸附等温线随着相对压力的增加仍有明显增加的趋势,表嘎中孔和大孔对吸附也起到一定的贡献。两种样品}L径分布的分析结果如图4所示,700oC活化所得活性炭不仅生成了丰富的微孔,且在2nm一100nm的范围内也有相当的分布。说明高温活化反应不仅使得造7L反应明显发生,也使得部分微}L孔壁被气化,生成了发达的中孔和大孔结构。
图3不同活化温度下活性炭的N:等温吸附线Fig3
N2adsorpti‘misothenmofactivatedcarbons
at
different
azdvation
temperatures(2sMPa.1h)
rbnc扛、4
§一£图4活化温度对活性发孔径分布的影响
Fig4
Effectofactivationtemperam2t
oll
the
pore
sizedistributionof
activatedcai'borls(25MPa,1h)
3.2反应压力
图5为在不同压力下650℃反应1h后,煤转化率和活性炭的碘吸附值。常压活化时,煤转化率为44.5%;当反应压力超过水的临界点时,煤转化率明显升高。继续升高反应压力,煤转化率有缓慢升高的趋势。活性炭的吸附性能与煤转化率随压力变化的趋势接近,常压水蒸气活化活性炭的碘吸附值为
254
mg/g:压力为22.5MPa时活性炭碘吸附值增为469
mg/g。进一步升高反应压力,活性炭的吸附值增
第3期程乐明等:超临界水活化褐煤制取活性炭・267・
大幅度减小,如25MPa和30MPa下吸附碘吸附值分别为523mg/g和535mg/g。由于SCW扩散性好
和对有机物溶解度高的特性,使得碳孔内部生成的
啦、CO分子易溶于SCW,有效避免了H:分子吸附
并占据气化活性位”…,同时也使得水一碳接触面积增加,从而提高了活化速率。
;
孑
譬
{
i
卫
Pressure
p/MPa
图5括化压力对煤转化率和活性炭碘吸附值的影响(650oc,1h)
Pig.5
Effectofactivationpressure
Oil
coal
conversionand
Iodine
number(650℃。lh)
为了进一步探讨SCW对活性炭孔隙结构生成
的影响,选取反应压力为0,lMPa、25MPa和30MPa
的产物进行了低温N:吸附分析,结果如图6所示。在相对压力小于0.1时吸附线均急剧上升。表明三种活性炭均以微孔吸附为主。与相同温度下水蒸气活化相比,SCW活化样品的吸附等温线明显升高,
说明SCW反应产生了更为发达的微孔结构。随着
相对压力升高,水蒸气活化样品等温吸附线变化很小,而两种SCW样品的等温吸附线仍有增加的趋势,说明SCW活化活性炭的中孔比例略高,测得水蒸气活化活性炭的中孔比例为29.3%,而SCW活化活性炭的中孔比例均为40%左右(见表3)。不
同压力下样品的孔径分布分析如图7所示。常压水
蒸气活化样品微孔孔径集中于1nm左右且中孔比例很低,而SCW样品在2Bin一301lIlI的范嗣内均呈现相当数量的分布,说明SCW活化明显地提高了活性炭的中7L比例。
SCW中的活化反应与常压水蒸气反应相比.表现出更利于中孔形成的倾向。这与清华大学SCW
中酚醛树脂基活性炭制备研究的结果是一致
的oo“。这是由于SCW消除了界面扩散的影响,在微孔内部的扩散能力增强,使得微孔孔壁发生易于气化反应而扩宽o7’“,从而促进了中孔的生成的缘
故;此外,SCW主要以几个分子团簇的形式存万
方数据在…3。与常规水蒸气相比分子团簇较大,因而部分
微孔有可能作为SCW分子进入的通道而发生扩孔,从而提高中孔的比例。
fbt石、≈
墨口塞,琴
Relstivepres@ure
p/卢0
图6不同括化压力下活性搅的Nz等温吸附线(650℃,1h)
Fig.6
N2adsorptioltisothermsofactivated
cm怕nsat
differactivat/on
pressm≈s(650℃。1h)
。a%~;
图7活化压力对恬性炭孔径分布的影响
Fig7
Effect0factivationpte郫ure
on
poresizedistribution
of
activated
carbons(650℃,1h)
3.3
KOH催化剂
活化过程中,通过炭孔表面和深处碳的气化反
应生成丰富的孔隙结构,其中碱金属催化剂对气化反应的催化作用已得到证实”’4”’1“。25MPa-
650oC.1
h的反应条件下,KOH浸渍量对煤转化率
和碘吸附值的影响如图8所示。随着KOH浸渍量增加,煤转化率明显增加,所制活性炭的吸附性能也增加显著。如煤中添加质量分数lo%的KOH,与未添加时相比.煤转化率由52.1%增加到60.3%,所得活性炭的碘吸附值和BET比表面分别由
523
mg/g到850mg/g和488Ill。/g到825m2/g(表
3),提高约70%左右。这可以认为,添加KOH后,
其在碳孔内部生成如c。K或K:O.C等中间产物,
形成新的气化活性位”2’”],改变了碳与SCW反应
・268・
・
新型炭材料第22卷
的机理,降低了反应活化能,从而促进反应速率提高。由于反应温度较低,不存在催化剂挥发,(如金属K的沸点为762℃),从而避免了后系统的堵塞和腐蚀问题。
b
P
0
f
耋
善
:暑
匿8催化剂量对煤转化率和活性炭碘值的影响
Fig
8EffectofKOHamount
oll
coalconversionⅫdIodine
number(650℃.25MPa。lh)
选取未添加和KOH质量分数为lO%的样品进
一步比较其吸附性能和}L隙结构,结果如罔9一图
10所示。在相对压力为0.1时.SCW—KOH活性炭
吸附量明显高于未添加催化剂时,表明添加催化荆后活性炭产生的微孔结构更为发达(图9)。孔径分布的结果进一步证明(图10),SCW活性炭以0.6nm的微孔为主,添加KOH后微孔分布集中于0.8nm。添加KOH后中孔分布也发生了明显变化:与无催化剂样品相比,KOH样品在2Dm一6nnl范围内分布较高而在7ILrl]一20ilm的范围内分布较低。表明添加KOH后,活性炭的微孔和中孔分布均发生了明显的变化,说明KOH进入了孔隙内部
.onEu、≈
暑可∞nIo>
R刊鲥,。Ⅳk。。悖
P,p。
图9添加和未薅加KOH催化剂时活性炭的N2等温吸附线
Fig
9心adsorption
isomermsof
adVa【cdcarbonswith
orwithout
addingKOH
catalyst(650℃.2sMPa,1
h;theKOH/coalratiois
10Ⅲ%when鼬£dy砒isused)
万
方数据b
eIS、≈
口E,巴o图10KOH对活性炭孔径分布的影响
Fig.10EffectofKOHamount
on
Nzporesizedistributionof
activated
cai'oons(650℃。25MPa.1
h;the
KOH/coalratiom
10"%wh锄catalystisused)
活性炭的灰分含量是评价活性炭品质的重要因图1I稀盐酸处理对活性炭的灰分古量的影响
11
Effect
of
diluteHClwashthg
013
theash
content&of枷Vakd
activation
at
0.1MPaundersame
temperatureandmsi如ncetime
isalsoshowed
inthis
Figs;The
KOH/
coalm∞sratios
afc
5%and10%whencatalystis
used.r唧鳅ively.)
形成气化活性位并催化活化反应进行。由于反应温度远低于金属K的沸点,而且SCW对于无机盐的溶解度明显大于相同温度下的水蒸气““,因此SCW可能起到了携带KOH进入微}L的作用。
3.4活性炭灰分
素之一。煤中的部分矿物质如Ca、Mg和Fe等盐类可以通过盐酸等洗出,而矿物质中的SiO:等物质则相对难以脱除。图11显示了酸洗前后固相产物中灰分的变化。未酸洗前SCW反应的灰分含量略高于水蒸气活化反应,这是由于更多的碳消耗后,导致灰分被浓缩的缘故。如¥CW条件下,500℃、25MPa的SiO,的溶解度为质量分数0,02%左右”“,且随着反应温度的升高进一步降低,但没有证据表明SiO:溶于SCW从而得到了脱除。经质量
Fig
cairns(650℃,Ih。25MPa;steam
第3期程乐明等:超『临界水活化褐煤制取活性炭・269・
分数6%的HCl酸洗后,常压水蒸汽活化所制活性炭可脱除其中质量分数38%的灰分,而SCW活化所制活性炭灰分的脱除率达52%。可能的原因是
SCW活化煤转化率较高和孔结构较为丰富,使得煤
中灰份更多地暴露出来,从而更易脱除。
图11还显示了650℃-25MPa条件下添加和未
添加KOH催化剂所得活性炭灰分的脱除情况。添
加质量分数10%的KOH后灰分质量分数降低到1.7%,而表2中SiO:的质量分数为40.15%,说明两种条件下矿物质中难于脱除的SiO:得到了明显脱除,图12中活性炭中灰成分变化的结果也证实了这一点。这可能因为KOH进入炭孔内部与矿物质发生了反应”’”1,在随后的酸洗过程中形成可溶盐洗掉,最终得到低灰分的活性炭产品,这对于提高活
性炭的品质是十分有利的。
守£、2芒]£m图12
scw活化垃程中KOH催化剂对煤中矿物质脱陈的
影响(KOH质量分数为10%)
Fig12
EffectofKOHcatakyst
oil
removalofmineraltual忙rsof
coal
during
SCWactivation(650℃。1b,25MPa,KOH/coalmass
ratiois10%whencatalystis
used)
4结论
在半连续SCW反应装置上考察了活化温度(600℃一700℃)、压力(0.1MPa一30MPa)和KOH质量分数(0%~15%)对所得活性炭吸附性能的影
响。发现升高反应温度可促使活化速率提高。同时
可改善活性炭的吸附性能和孔结构。温度从650℃升高到700℃,活性炭BET比表面可由488m2/g提高到644m2/g,同时中孔所占比例由40.5%增加到78.7%。25MPa活化样品的BET比表面比常压水蒸气活化增加74%,中孔所占比例增加38%,进一
步升高压力对活性炭吸附性能的影响相对较小。
SCW可以起到携带KOH进入微}L并促进孔隙生成的作用,明显提高了活性炭的吸附性能。25MPa一
万
方数据650℃一1h的条件下.煤中添加质量分数lO%的KOH,活性炭碘吸附值和BET比表面分别可达
850me,/g和825m。/g,且经稀盐酸处理后灰分可降
至质量分数2%以下。表明:小龙潭褐煤经SCW活化所生成的活性炭具有优良的吸附性能,且通过调节反应参数可达到控制孔结构和灰分脱除的目的。致谢:
衷心感谢中国科学院山西煤炭化学所煤转化国
家重点实验室孙东凯、李泽民和郑琛辉三位老师在实验中给予的帮助。
参考文献
[1】AkiyaN,Savage
PE.Rolesof
water
forchemicalreactionsin
“曲一temperaturev/ater[J].ChemRev。2002,102:2
725—
2750
[2]Yu
J
L,Savage
P
E.Kinetics
ofMnq—catalyzed
acetic
acidoxi-
dafionin
supercriticalwater[J]Ind
EngChemRes,2000,39:
4014-4019.
[3]ChengL,Zhang
R.BiJ.Prrolysisof
alowrankcoalinsub・
andsupel*ritical
wm[J].Fuel
Process
Technol,2004.85:
92)-932.
[4】程乐明,张荣,毕继诚KOH对低阶煤住超临界水中制取
富氧气体的影响[J].化工学报,2004,55(增刊):44.49
(CHENGLe・ming.Z14ANGRong,BI
Ji-cheng
EffectofKOH
oll
conversionoflowrankcoalto
hydrog咖-fichgasinsupercrifi—
cm
water[J1
Journalof
Chemical
IndustlT
and
Engineer。
‘
2004,55:44.49.)
[5]Ma☆umuraY,xuX,Art韬Ij,Gasificationcharacteristicsofart
activedcalrboninsuperenticmwater[J]Carbon,1997,35:
819名24.
[6]SalvadorF,SanchezM
J,MartinA,et
al
Preparationofactive
carbonfirmcharcoalby
activation
withsupercaitical
w№r[P].
Europeanpatent:EP98500258.3;USPatent:US09/209439;
sPainPatent:SP9801552
[7]Cai.qiong.Huang
zheng-houg,KangFei—ye,etal。Preparation
ofactivatedc口蛔microsphel_esfrom
phenolic-resinbysupered一
6cd
w目activation【】]Carbon,2004,42:775-783.
[8]
蔡琼,黄正宏,康飞宇.超临界水和水蒸气活化制备酚醛
树脂基活性炭的对比研究(J】.新型炭材料,2005,2,0(2):
122.128.
£CAIQiong,卵AN627qeag-hong,KANG
Fei-yu.Acompara—
rive
studyofphenolicresin—basedactivatedcarbonsbymeans
of
supercriticalwater
acfiva60aandsteam
activation[J]New
Carbon
Materials,2005,如(2):122—128.)
[9]CaoN。HansD,FlorcaeeS,etal
Thermogravimetricstudy
oll
thesteamactivation
of
c|moal5obtained
byvacuumandatmo-
sphericpyrolysisofsoftwoodbarkresidues【J].Carbon,2002,
40:47l-479.
270新型炭材料
Z。Miller
D
第22卷
ShinHY,MatsumotoK,HigashiH,cta1.DevelopmentofsolutionmodelinwatEr
vapor
to
a
【lO]LussierMG。Zhan8
1.Characterizing
rateinhibi-
【14}
tioninsteam/hydrogengasificationviaanalysisofadsorbedhy-
correhitesolubilitiesof
inorganiccompounds
drogen[1].Carbon,1998,36:1361-1369.MarkusMH,MarkSC
critical
Are
under
higlltemperaturesmadpressures[J].Jsu—
therehydrogenbonds
insuper-
pormitFluids,2001.21;105・110.
[15]
Lillo・RodenasMA,Cazofla・AmorosD,Lillare¥一gohanoA.
UnderstandingchemicdreactionsbetweencarbonsandNaOHandKOH:Aninsightinto
the
water[J].J
F,Klein
AmChemSoc,1997.119:3811-3817.
H
[12]
Huhn
J,JuntgenInvestigations
Oll
thealkal・catal-
ysedstc.amgasificationofcoal:kineticsandinteractionofalkalcatalystwith
chemicalactivationmechanism
carbon[J].Fuel,1983,62:196-199.
1
[1].Carbon,2003.41:267-275.
[16]
FormeliaK,LeonhardtP,SumlimmaA,etalmineralmatterin
coal
[13]
Wang1,SakanishiK,Salto
bysteamgasification
of
High—yieldhydrogenproduction
Interactionof
hyper
coal(ash—free
raw
coal
cxtract)with
with
potassium
duringgasification[J].
potassiumcarbonate:comparisonwithFuels.2(m5.19.2l】4-2120.
coal[J].Energy&
Fuel_1986.65:1470—1475.
Activatedcarbonproductionfromligniteinsupercriticalwater
CHENGLe—min91”,HANG
(1
Weil”,ZHANG
Academy
State研Laboratory旷Coal
2
Coram'slon,lnstiaaeofCod
Chemistry,ChineseAcademy0,&批,Taiyuan
ofSeiel一,Beijiag
100039,China)
a
Ron91,BIJi—chen91
930001,China
GradmteSchool
of如ChbWe
Abstract:cal
CoflversionofXiaolongtanlignitetoactivatedcarbonwasconductedinsemi—continuoussupercriti.
water(scw)reactor.Theeffectsoftemperature(600-700℃),pressure(0.1—30MPa)andKOHloading(massfraction0%一15%)wereinvestigated.11lecoalconversion.iodinenumberandBETsurfaceareaofthe
temperature。andthemeso.poreformationisalsoenhanced
activation
at
at
activatedcarbonincreasewith
relativelyhigher
activation
temperatures.Comparedwithsteam
crease
ambientpressure
atthesame
yieldsactivatedcarbonwi血arIexcellentadsorptionanddevelops
from0.1MPato25MPaat650℃.theBETsurface
area
mesopores.men
temperature.SCW
the
activationpressurein-
andmeso.poreratioincreAseby74%and38%.
respectively.TheKOHinlignite
as
activated
carbonhas
a
BETsurfaceareaof825m2/gwimtheadditionofmassfraction10%
content
catalyst.Moreover.theash
ofthe
activatedcarbonislower血anmassfraction2%
afterwashingwi血diluteHCl.
Keywords:Lignite:Activatedcarbon;Supemfitiealwater;BETsurface;Porestructure:Activation
Foundationitem:NationalBasicCorrespondingauthor:BI
Research
ProgramofChina(2006CB705800)
conversionin
Ji・cheng.E—mail:bijc@sxicc.at:.cn
Le-ruing(1977-),n]ale,Ph.D.,engagedinthcresearchofcoal
ac
cn
Authorintroduction:CHENG
supo此-ritical
water
E—mail!thenglm@sxiec
如何写好中英文摘要
1.文摘应包含正文的要点。一般来说,文摘应包含研究对象(目的),研究方法(所用的设备、材料).结果与结论。2文摘要尽量简短,尽可能删掉课题研究的背景信息。3文摘中出现的数据应该是最重要、最关键的数据。4.不需要自己标榜自己的研究成果。
5.二次文献信息应脱离原文而独立存在,因此文摘中不能出现图表参数。6.文摘中的内容应在正文中出现,文摘不能对原文进行补充和修改。7.文摘中的缩写名称在第一次出现时要有全称。8.文摘句子应尽量简短。
——摘自“2004年中国地区美国工程信息公司数据库丁作会议资料”
万方数据
超临界水活化褐煤制取活性炭
作者:作者单位:
程乐明, 姜炜, 张荣, 毕继诚, CHENG Le-ming, JIANG Wei, ZHANG Rong, BI Ji-cheng
程乐明,姜炜,CHENG Le-ming,JIANG Wei(中国科学院山西煤炭化学研究所,煤转化国家重点实验室,山西,太原,030001;中国科学院研究生院,北京,100039), 张荣,毕继诚,ZHANGRong,BI Ji-cheng(中国科学院山西煤炭化学研究所,煤转化国家重点实验室,山西,太原,030001)
新型炭材料
NEW CARBON MATERIALS2007,22(3)2次
刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:
参考文献(18条)
1. Lussier M G;Zhang Z;Miller D J Characterizing rate inhibition in steam/hydrogen gasification viaanalysis of adsorbed hydrogen[外文期刊] 1998
2. Cao N;Hans D;Florence S Thermogravimetric study on the steam activation of charcoals obtained byvacuum and atmospheric pyrolysis of softwood bark residues[外文期刊] 2002
3. Cai qiong;Huang zheng-hong;Kang Fei-yu Preparation of activated carbon microspheres from phenolic-resin by supercritical water activation[外文期刊] 20044. 查看详情5. 查看详情
6. Salvador F;Sanchez M J;Martin A Preparation of active carbon from charcoal by activation withsupercritical water
7. Matsumura Y;Xu X;Antal J Gasification characteristics of an actived carbon in supercritical water1997
8. 程乐明;张荣;毕继诚 KOH对低阶煤在超临界水中制取富氢气体的影响 2004(zk)
9. Cheng L;Zhang R;Bi J Pyrolysis of a low rank coal in suband supercritical water[外文期刊]2004(8/10)
10. Yu J L;Savage P E Kinetics of MnO2-catalyzed acetic acid oxidation in supercritical water[外文期刊] 2000(11)
11. Formelia K;Leonhardt P;Sumlimma A Interaction of mineral matter in coal with potassium duringgasification 1986
12. Lillo -Rodenas M A;Cazorla-Amoros D;Linares-Solano A Understanding chemical reactions betweencarbons and NaOH and KOH:An insight into the chemical activation mechanism[外文期刊] 2003(2)13. Shin H Y;Matsumoto K;Higashi H Development of a solution model to correlate solubilities ofinorganic compounds in water vapor under high temperatures and pressures 2001
14. Wang J;Sakanishi K;Saito I High-yield hydrogen production by steam gasification of hyper coal(ash-free coal extract) with potassium carbonate:comparison with raw coal[外文期刊] 2005(5)15. Huhn F;Klein J;Juntgen H Investigations on the alkai-catalysed steam gasification ofcoal:kinetics and interaction of alkai catalyst with carbon 1983
16. Markus M H;Mark S C Are there hydrogen bonds in supercritical water 1997
17. 蔡琼;黄正宏;康飞宇 超临界水和水蒸气活化制备酚醛树脂基活性炭的对比研究[期刊论文]-新型炭材料2005(02)
18. Akiya N;Savage P E Roles of water for chemical reactions in high-temperature water[外文期刊]2002(8)
引证文献(2条)
1. 郝娇. 魏铭泉. 孔祥波. 王宠. 邢净. 吕国诚. 张以河 改性褐煤活性炭吸附TNT红水溶液的实验研究[期刊论文]-科技资讯 2010(32)
2. 姜炜. 程乐明. 张荣. 毕继诚 连续式超临界水反应器中褐煤制氢过程影响因素的研究[期刊论文]-燃料化学学报2008(6)
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