發(fā)布時(shí)間：2022-08-09 17:55

　　我國(guó)低階煤儲(chǔ)量占煤炭總儲(chǔ)量的一半以上,資源量豐富。褐煤的煤化度低、熱值高、水分高,是一種典型的低品質(zhì)煤,直接利用效率低,將褐煤與生物質(zhì)通過共熱解方式利用成為國(guó)內(nèi)外褐煤研究熱點(diǎn)之一。但大量的熱解半焦如不能有效利用,不僅浪費(fèi)資源而且污染環(huán)境。活性炭具有比表面積大、表面官能團(tuán)多等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于吸附、儲(chǔ)能等領(lǐng)域。將低成本的熱解半焦通過活化制備得到高附加值的活性炭,有望大幅度提高褐煤和生物質(zhì)資源的利用效率。本試驗(yàn)選用褐煤和石莼作為熱解原料,在一定工藝條件下進(jìn)行熱解并對(duì)固態(tài)熱解產(chǎn)物進(jìn)行活化。對(duì)熱解產(chǎn)物進(jìn)行GC-MS、FTIR、SEM、TGA等表征并分析,探究共熱解過程中的協(xié)調(diào)作用,優(yōu)化熱解工藝。以活性炭的亞甲基藍(lán)吸附值、碘吸附值為吸附性能指標(biāo),探究活化時(shí)間、活化溫度、堿炭比（KOH與半焦質(zhì)量比）等活化條件對(duì)活性炭吸附性能的影響,采用單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面法優(yōu)化兩種活性炭制備工藝。兩種活性炭進(jìn)行SEM分析、FTIR分析和比表面積分析,并探究?jī)煞N活性炭吸印染廢水附機(jī)理（等溫吸附模型、吸附動(dòng)力學(xué)模型）。在本研究的實(shí)驗(yàn)條件下,得出了研究結(jié)論:（1）當(dāng)石莼摻混質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%時(shí),熱解油產(chǎn)率達(dá)到最大值14.03... 

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 背景及意義
    1.2 褐煤利用現(xiàn)狀
        1.2.1 褐煤的資源現(xiàn)狀及特性
        1.2.2 褐煤的利用途徑
    1.3 石莼利用現(xiàn)狀
        1.3.1 生物質(zhì)資源現(xiàn)狀及特性
        1.3.2 石莼資源及利用現(xiàn)狀
    1.4 低階煤與生物質(zhì)共熱解
        1.4.1 共熱解工藝及現(xiàn)狀
        1.4.2 熱解半焦的利用現(xiàn)狀
    1.5 活性炭概述
        1.5.1 活性炭的種類
        1.5.2 活性炭的應(yīng)用
        1.5.3 活性炭制備
    1.6 活性炭吸附理論
        1.6.1 等溫吸附線
        1.6.2 吸附動(dòng)力學(xué)
    1.7 研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)
        1.7.1 研究?jī)?nèi)容
        1.7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 實(shí)驗(yàn)材料和方法
    2.1 原料、試劑及儀器
        2.1.1 試驗(yàn)原料
        2.1.2 主要試劑
        2.1.3 試驗(yàn)儀器
    2.2 印尼褐煤與石莼共熱解的工藝優(yōu)化方法
        2.2.1 印尼褐煤與石莼共熱解工藝研究
        2.2.2 熱解產(chǎn)物產(chǎn)率計(jì)算
    2.3 共熱解半焦制備活性炭的工藝優(yōu)化方法
        2.3.1 KOH活化共熱解半焦制備活性炭的工藝研究
        2.3.2 響應(yīng)面優(yōu)化共熱解半焦制備活性炭工藝
    2.4 石莼半焦制備活性炭的工藝優(yōu)化方法
        2.4.1 KOH活化石莼半焦制備活性炭的工藝研究
        2.4.2 響應(yīng)面優(yōu)化共熱解半焦制備活性炭工藝
    2.5 樣品表征方法
        2.5.1 掃描電鏡(SEM)分析
        2.5.2 傅里葉紅外光譜(FTIR)分析
        2.5.3 X射線衍射(XRD)分析
        2.5.4 氣相色譜/質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用分析
        2.5.5 熱重(TG)分析
        2.5.6 比表面積分析
        2.5.7 亞甲基藍(lán)吸附值測(cè)定
        2.5.8 碘吸附值測(cè)定
    2.6 活性炭吸附機(jī)理的研究方法
第三章 印尼褐煤與石莼共熱解的工藝優(yōu)化研究及表征
    3.1 石莼摻混比對(duì)共熱解產(chǎn)物產(chǎn)率的影響
    3.2 熱解半焦SEM分析
    3.3 熱解油特性分析
        3.3.1 熱解油的紅外分析
        3.3.2 熱解油的GC-MS分析
    3.4 熱重法分析共熱解特性
        3.4.1 印尼褐煤和石莼單獨(dú)熱解特性
        3.4.2 印尼褐煤與石莼共熱解特性
        3.4.3 共熱解動(dòng)力學(xué)分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 共熱解半焦制備高性能活性炭及表征
    4.1 活化工藝對(duì)活性炭吸附性能的影響
        4.1.1 堿炭比對(duì)活性炭吸附性能的影響
        4.1.2 活化時(shí)間對(duì)活性炭吸附性能的影響
        4.1.3 活化溫度對(duì)活性炭吸附性能的影響
    4.2 響應(yīng)面法優(yōu)化活化工藝
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        4.2.2 模型的建立及分析
        4.2.3 因素交互作用對(duì)響應(yīng)值影響的曲面圖
        4.2.4 最佳工藝條件
    4.3 比表面積和孔分析
        4.3.1 氮?dú)馕降葴鼐�
        4.3.2 孔徑分布
        4.3.3 樣品比表面積分析
    4.4 紅外光譜分析
    4.5 掃描電鏡分析
    4.6 共熱解半焦活性炭的吸附機(jī)理
        4.6.1 吸附動(dòng)力學(xué)
        4.6.2 等溫吸附線
    4.7 本章小結(jié)
第五章 石莼半焦制備高性能活性炭及表征
    5.1 石莼基活性炭的制備工藝研究
        5.1.1 堿炭比對(duì)活性炭吸附性能的影響
        5.1.2 活化時(shí)間對(duì)活性炭吸附性能的影響
        5.1.3 活化溫度對(duì)活性炭吸附性能的影響
    5.2 響應(yīng)面法優(yōu)化活化工藝
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        5.2.2 模型的建立及分析
        5.2.3 因素交互作用對(duì)響應(yīng)值影響的曲面圖
        5.2.4 最佳工藝條件
    5.3 比表面積和孔分析
        5.3.1 氮?dú)馕降葴鼐�
        5.3.2 孔徑分布
        5.3.3 樣品比表面積分析
    5.4 紅外光譜分析
    5.5 掃描電鏡分析
    5.6 X射線衍射分析
    5.7 石莼基活性炭的吸附機(jī)理
        5.7.1 吸附動(dòng)力學(xué)
        5.7.2 吸附等溫線
    5.8 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]褐煤直接液化技術(shù)的初步研究[J]. 金山.  電力科技與環(huán)保. 2018(05)
[2]石莼基微/中孔復(fù)合結(jié)構(gòu)活性炭的制備及性能[J]. 劉靖,何選明,柯萍,馮東征.  精細(xì)化工. 2019(02)
[3]蘭炭特性及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 劉靖,何選明,李翠華,馮東征,柯萍.  潔凈煤技術(shù). 2018(04)
[4]生物質(zhì)能利用技術(shù)與政策研究綜述[J]. 袁驚柱,朱彤.  中國(guó)能源. 2018(06)
[5]印尼褐煤與玉米芯低溫共熱解焦油的特性[J]. 柯萍,何選明,馮東征,劉靖.  煤炭轉(zhuǎn)化. 2018(03)
[6]煤基活性炭超級(jí)電容器的原料優(yōu)化及工藝探討[J]. 楊森,楊紹斌,李陽,董偉,萬世鵬.  硅酸鹽通報(bào). 2018(04)
[7]煤液化技術(shù)的環(huán)保問題探析[J]. 姚天陽.  山東煤炭科技. 2018(03)
[8]NaOH預(yù)處理制備介孔木糖渣活性炭及其性能[J]. 劉鵬鵬,周素坤,王超,游婷婷,許鳳.  北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[9]中國(guó)褐煤資源清潔高效利用現(xiàn)狀[J]. 趙奇.  潔凈煤技術(shù). 2018(02)
[10]微波與氧化劑改性活性炭及SO2吸附實(shí)驗(yàn)[J]. 李洲,建偉偉,賈馮睿,劉廣鑫,馬丹竹,董輝.  應(yīng)用化工. 2018(04)

碩士論文
[1]大豆莢與褐煤共熱解轉(zhuǎn)化與利用的基礎(chǔ)研究[D]. 李翠華.武漢科技大學(xué) 2018
[2]石莼與褐煤低溫共熱解的轉(zhuǎn)化研究[D]. 程曉晗.武漢科技大學(xué) 2015
[3]優(yōu)勢(shì)固碳藻與煤的低溫共炭化轉(zhuǎn)化研究[D]. 彭宏杰.武漢科技大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3673018