本文關(guān)鍵詞：石油焦基活性炭制備工藝對其吸附性能及孔結(jié)構(gòu)的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《北京化工大學》 2009年

太西無煙煤制備蜂窩狀活性炭及其用于煙氣脫硝的研究

劉樹青  

【摘要】： 燃煤煙氣污染已成為制約我國社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要因素,煙氣脫硝是解決其中氮氧化物污染問題的重要技術(shù)手段�；钚蕴繜煔饷撓跫夹g(shù)可在鍋爐排煙溫度下操作,煙氣無需再熱,是適合我國國情的煙氣脫硝新技術(shù)。目前在煙氣脫硝技術(shù)中應(yīng)用較多的活性炭材料是顆粒狀活性炭,這種炭材料在實際操作中最突出的問題是床層壓力大、抗粉塵堵塞能力弱。因此開發(fā)新型活性炭對解決現(xiàn)行炭法煙氣脫硝技術(shù)中存在的問題具有重大的意義。蜂窩狀活性炭是一種新型的活性炭,其最大的優(yōu)點是流體力學性能好,在煙氣脫硝領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。 本文創(chuàng)造性地開發(fā)了以煤為主要原料,添加煤焦油兼作為低溫和高溫黏結(jié)劑,不加其他任何添加劑,通過物料混合、真空練泥、整體擠出成型、干燥、炭化、水蒸汽活化等工序制備蜂窩狀活性炭的新工藝,采用變形度測試、N_2吸附、抗壓強度測試等表征手段,研究了煤泥制備、擠出成型工藝參數(shù)、炭化和活化條件對最終蜂窩狀活性炭外形結(jié)構(gòu)的變化、孔隙結(jié)構(gòu)以及機械強度的影響規(guī)律,并探討了煤基蜂窩狀活性炭作為催化劑載體在催化還原煙氣中氮氧化物(NO_x)的可行性,為實現(xiàn)蜂窩狀活性炭在煙氣脫硝中的工業(yè)化提供了理論基礎(chǔ)。 有關(guān)實驗及主要結(jié)果如下: 1.煤焦油與煤粉通過整體擠出成型法能夠得到蜂窩坯體。文獻認為,水溶性有機粘合劑能夠提高煤粉泥料的可塑性,可避免煤基蜂窩坯體在干燥過程中開裂現(xiàn)象的發(fā)生;潤滑劑的加入能夠減少煤粉泥料與模具之間的摩擦阻力,兩者被認為是煤基蜂窩擠出成型必不可少的成分。事實上,流動性良好的低溫煤焦油具有上述兩者的功能,采取合適的工藝可以與煤制備出性能優(yōu)異的蜂窩狀活性炭。 2.微波干燥是保持蜂窩坯體結(jié)構(gòu)完整性的重要手段。 3.在相同炭化溫度不同炭化升溫速率下得到的蜂窩半焦收縮率無明顯差異,蜂窩半焦的收縮率取決于炭化溫度;而蜂窩半焦的徑向彎曲率與炭化溫度和炭化升溫速率均無明顯關(guān)聯(lián)。 4.活化溫度和活化時間顯著影響蜂窩狀活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)和機械強度。隨著活化時間的增加,蜂窩狀活性炭總孔容增大,機械強度降低。 5.負載V_2O_5后硫化處理是提高煤基蜂窩狀活性炭低溫脫硝活性的有效手段。當煙氣中存在SO_2時,反應(yīng)生成的H_2SO_4及硫酸氨鹽沉積在活性炭孔隙中,覆蓋了活性點,造成有效比表面積降低,使得脫硝活性快速下降。切斷SO_2后,脫硝活性緩慢上升但不能完全恢復(fù),并且之后相當長一段時間內(nèi)有SO_2逸出,說明脫硝活性的下降起源于SO_2在載體上的吸附,由SO_2吸附引起的這部分活性的降低能夠恢復(fù)。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：X701
【目錄】：

摘要5-7

ABSTRACT7-9

目錄9-15

第一章 文獻綜述15-27

1.1 活性炭脫硫脫硝技術(shù)15-17

1.1.1 活性炭脫硫技術(shù)15-16

1.1.2 活性炭脫硝技術(shù)16

1.1.3 活性炭同時脫硫脫硝技術(shù)16-17

1.2 蜂窩狀活性炭及其應(yīng)用17-22

1.2.1 蜂窩材料的結(jié)構(gòu)特性18-19

1.2.2 蜂窩狀活性炭的吸附性能19

1.2.3 蜂窩狀活性炭的制備19-21

1.2.4 蜂窩狀活性炭的應(yīng)用21-22

1.3 蜂窩狀活性炭的研究現(xiàn)狀22-23

1.4 選題依據(jù)和研究內(nèi)容23-27

第二章 實驗裝置及主要測試手段27-33

2.1 原料及化學試劑27-28

2.1.1 原煤27

2.1.2 其他材料27-28

2.2 煤基蜂窩狀活性炭(ACH)制備的工藝路線28-30

2.2.1 物料混合和練泥裝置28

2.2.2 擠出成型設(shè)備28-29

2.2.3 煤基蜂窩體的炭化和活化設(shè)備29-30

2.3 煤基蜂窩狀活性炭催化劑的制備及評價30-31

2.3.1 蜂窩狀活性炭催化劑的制備30

2.3.2 蜂窩狀活性炭催化劑脫硝活性評價裝置30-31

2.4 分析測試表征31-33

2.4.1 機械強度測試31-32

2.4.2 工業(yè)分析和元素分析32

2.4.3 比表面積及孔分布32-33

第三章 蜂窩狀活性炭擠出成型研究33-41

3.1 引言33

3.2 擠出成型工藝對煤基蜂窩狀活性炭性能的影響33

3.3 實驗部分33-35

3.3.1 煤粉和輔助原料33-34

3.3.2 儀器和設(shè)備34

3.3.3 煤基蜂窩坯體的制備34-35

3.4 結(jié)果與討論35-40

3.4.1 擠出成型工藝對蜂窩狀活性炭性能的影響35-36

3.4.2 泥料性能對蜂窩狀活性炭擠出成型工藝的影響36-37

3.4.3 煤粉泥料組成對煤基蜂窩坯體成型性能的影響37-39

3.4.4 干燥方式對煤基蜂窩坯體結(jié)構(gòu)完整性的影響39-40

3.5 小結(jié)40-41

第四章 炭化參數(shù)對成型蜂窩狀活性炭性能的影響41-49

4.1 引言41

4.2 實驗部分41-42

4.2.1 樣品制備41-42

4.2.2 樣品測試表征42

4.3 結(jié)果與討論42-47

4.3.1 預(yù)氧化及炭化溫度對蜂窩狀活性炭性能的影響42-46

4.3.2 炭化升溫速率對蜂窩狀活性炭性能的影響46-47

4.4 小結(jié)47-49

第五章 活化參數(shù)對蜂窩狀活性炭性能的影響49-57

5.1 引言49-50

5.2 實驗部分50

5.2.1 樣品制備50

5.2.2 樣品表征50

5.3 結(jié)果與討論50-56

5.3.1 蜂窩狀活性炭的燒失行為50-51

5.3.2 蜂窩狀活性炭的比表面積51-52

5.3.3 蜂窩狀活性炭的孔徑分布52-53

5.3.4 蜂窩狀活性炭的抗壓強度測試53-54

5.3.5 蜂窩狀活性炭的孔分析54-56

5.4 小結(jié)56-57

第六章 太西煤基蜂窩狀活性炭煙氣脫硝活性研究57-65

6.1 引言57

6.2 實驗部分57-58

6.2.1 煤基蜂窩狀活性炭催化劑的制備57-58

6.2.2 催化劑活性評價58

6.3 結(jié)果與討論58-64

6.3.1 煤基蜂窩狀活性炭催化劑的SCR活性58-59

6.3.2 預(yù)硫化對SCR活性的影響59-60

6.3.3 SO_2對SCR活性的影響60-61

6.3.4 釩預(yù)加入對蜂窩狀活性炭催化劑脫硝活性的影響61-62

6.3.5 蜂窩狀活性炭原料配比對SOR活性的影響62-63

6.3.6 催化劑的SCR活性穩(wěn)定性測試63-64

6.4 小結(jié)64-65

第七章 總結(jié)與展望65-67

7.1 論文總結(jié)65-66

7.2 進一步工作的建議66-67

參考文獻67-71

致謝71-73

研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文73-75

作者及導(dǎo)師簡介75-76

碩士研究生學位論文答辯委員會決議書76-77

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中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫利民;長玻纖維螺旋在線復(fù)配增強塑料管材擠出成型過程研究[D];鄭州大學;2004年

2 高雪芹;聚合物在振動場中擠出成型時的流變行為和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與性能的研究[D];四川大學;2005年

3 朱常委;多腔精密醫(yī)用導(dǎo)管擠出脹大機理及機頭數(shù)字化設(shè)計的理論研究[D];北京化工大學;2008年

4 戴元坎;汽車橡膠密封條擠出成型過程的計算機模擬研究[D];上海交通大學;2008年

5 周驥;聚合物共混和枝化反應(yīng)以及擠出成型過程計算機模擬研究[D];上海交通大學;2010年

6 肖建華;用于精密擠出成型的氣輔擠出口模設(shè)計數(shù)值模擬和實驗研究[D];南昌大學;2008年

7 黃興元;聚合物氣體輔助口模擠出成型的理論及實驗研究[D];南昌大學;2006年

8 程相林;廢聚苯乙烯在中間相瀝青形成中的改性效應(yīng)[D];中國石油大學;2009年

9 郭再富;線性上升熱流下木材熱解過程的溫度分布及炭化速率研究[D];中國科學技術(shù)大學;2006年

10 劉志;金屬—炭材料的合成、表征和催化應(yīng)用研究[D];中國科學院研究生院（大連化學物理研究所）;2007年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張迅;配煤法制備蜂窩狀活性炭工藝的研究[D];北京化工大學;2010年

2 鄒本飛;高鐵專用寬幅氯化聚乙烯防水卷材的性能及擠出成型的研究[D];北京化工大學;2011年

3 李萍;聚合物氣體輔助擠出成型工藝及數(shù)值模擬[D];哈爾濱理工大學;2010年

4 杜小剛;超臨界二氧化碳輔助擠出成型聚四氟乙烯/聚丙烯的研究[D];中北大學;2008年

5 余忠;微孔塑料連續(xù)擠出成型的理論與實驗研究[D];南昌大學;2011年

6 魏磊;碳化硅電熱材料的制備及其結(jié)構(gòu)與性能的研究[D];武漢理工大學;2008年

7 闞璐璐;胎面膠短纖維增強復(fù)合材料徑向取向擠出成形機理及實驗研究[D];青島科技大學;2009年

8 孫效燕;瀝青基炭材料炭化模型研究[D];西北工業(yè)大學;2006年

9 袁輝;對超高分子量聚乙烯改性及實施雙螺桿連續(xù)擠出板材成型技術(shù)的優(yōu)化研究[D];四川大學;2004年

10 黃利華;煙氣脫硫蜂窩狀活性炭的研究開發(fā)[D];四川大學;2005年

  本文關(guān)鍵詞：石油焦基活性炭制備工藝對其吸附性能及孔結(jié)構(gòu)的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：101781