石油焦原料性质及炭化工艺对活性炭性能的影响

2003-05-16
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活性炭是一种吸附性能优异的多孔炭材料,由于其具有耐酸、耐碱、耐热性能,应用十分广泛。国内成熟的活性炭生产工艺大多利用煤、木材、果壳和果核等作为原料,资源有限,成本高,而炼油厂石油焦资源丰富、价格低,用其生产活性炭具有成本优势。 



    
活性炭的碘吸附值达到800mg/g以上,即可用于净化空气和净化水。由于石油焦结构致密,属易石墨化炭,因此用水蒸汽法直接活化得到炭质材料吸附性能差,其碘吸附值小于350mg/g,距商品活性炭的要求差很远。 



    
研究工作用了独山子石油焦、安庆石油焦与金山石油焦,在不同条件下炭化、活化得到不同吸附性能的活性炭。金山石油焦的H/C、(O+N)/C和总碳与固定碳含量差分别为0.0411%、0.0198%和0.47%;而独山子石油焦的三个值分别为0.0414%、0.0299%和3.24%,均比金山石油焦的高。这三个值在一定程度上能反映碳骨架上容易断裂的杂原子及各种原子基团的量,在炭化及活化过程中,这些热不稳定部分以挥发性形式析出,有利于形成孔隙。因此独山子石油焦活化后能得到碘吸附值较高的活性炭。 



    研究表明,通过成型法以石油焦为原料经预炭化、预氧化和炭化,得到炭化料,再用水蒸汽活化得到的活性碳吸附值可达800mg/g指标。较合适工艺条件是:成型前在700℃对原料进行适度热解(或称预炭化),使其脱除少量非碳元素,改善其活化性能,成型材料在红外灯下烘干、预氧化(或称不熔化)处理,然后在600℃炭化条件下炭化1h使具有较多的初始孔隙,强度也高;最后在750~900℃下通入水蒸汽活化4~7h便可得到成品。以金山石油焦为原料制得的活性炭的碘吸附值达800.40mg/g、亚甲蓝值达120.40mg/g。从独山子石油焦为主要原料制得的活性炭的碘吸附值与亚甲蓝值分别达871.58mg/g与100.67mg/g,独山子石油焦活化性能最好。 




(转摘自‘中国石油网’)

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