配煤制備活性炭的动力学研究2-发洁净煤技术被退.docVIP

配煤制备活性炭的动力学研究 摘要：以七台河煤与依兰煤进行配煤实验研究，七台河煤与依兰煤配比1/1，碱炭比6/1，活化温度850℃，炭活化时间120 min以KOH为活化剂，配煤活化反应速率在800~950℃范围内，对烧失率B为一级反应，由阿仑尼乌斯公式可求出反应活化能为101.4032 kJ·mol-1，指前因子为3.1382×104。 ynamics research on preparation of activated carbon from blended coal act: This paper studies on dynamics of carbonization and activation of preparation from activated carbon by blended coal from Qitaihe and Jixi, under the two type of coals as 1/1 ratio mixture, ratio of alkali/carbon of 6/1, activated temperature of 850℃, activated time of 120min. The results show the reaction rate of burn-off B is first-order reaction used KOH in 800~950℃. According to Arrhenius equation, it is calculated that the apparent activation energy of carbonization-activation reaction is 101.4032 kJ·mol-1, and the pre-exponential factor is 3.1382×104. Key words: HSAAC; dynamics of carbonization and activation; blended coal 0　引言 配煤生产活性炭是一种廉价、有效的改善活性炭孔结构，提高活性炭性能的技术[1-4]。对配煤制备活性炭的过程进行动力学研究，可以从理论上对炭活化反应加以分析，有利于对其制备过程进行深入的研究。 由活性炭活化机理可知，炭材料的活化过程为非均相反应，在研究其活化动力学时，可用阿仑尼乌斯公式进行分析。其形式如下： 　　 　 　　　　　　　　　　 　　(1) 式中　k—活化反应的速率常数 　　　Ea—表观活化能 　　　A—指数前因子 　　　R—通用气体常数 　　　T—活化温度 Ea具有能量的单位，称为反应的表观活化能或阿仑尼乌斯活化能。从阿仑尼乌斯公式中可以看出，在一定温度下，速率常数k值由A和Ea两个参数决定，所以在动力学的研究中，很重要的工作就是要求出反应的Ea和A值，并对其做出理论解释。一般求A和Ea的方法就是根据实验数据用lnk对1/T作图，从直线的斜率和截距求Ea和A。 在活性炭的炭活化过程中，可用原料的质量随时间t的变化率，即烧失率来表示活化反应速率。而烧失率与原料中的挥发分有关，设总的挥发分为1，则原料中剩余的挥发分为（1－B），对于炭活化过程总的速率方程应为： 　 　　　　　　 (2) 若以－r对B作图，得一直线，则可根据其低利率求出k值。由式： 　　　　　　　 (3) 再以对1/T作图即可得直线的斜率和截距，从而求Ea和A[5]。 1　实验部分 1.1　煤种的选择 实验选取七台河无烟煤、依兰长焰煤为原料配煤制备活性炭，其煤质分析见表1。两种煤分别记作QM及YM。 表1　原煤的工业分析和元素分析 Table 1 Result of approximate analysis, ultimate analysis of coal samples 煤种 QM 3.33 10.75 10.86 0.41 80.16 5.26 13.12 1.48 YM 3.61 2.72 42.34 0.17 75.28 4.89 17.83 1.89 1.2　仪器和试剂 本实验采用的设备装置有：球磨机、马弗炉、程度升温控制仪、恒温烘箱、超级恒温水浴、0~200目套筛及其它常用设备如干燥器、电炉、天平等。 本实验选用的活化剂为高品质片状KOH（工业纯＞99%）。 将原料煤筛分，。加入所需比例的氢氧化钾，物理方法放入镍坩埚，于通入氮气马弗炉中炭活化先盐酸溶液洗涤，去离子水洗涤至中性在110℃左右下干燥24 h，即得活性炭样品。relation of burn of B and