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灰分對蜂窩活性炭性能的影響

　　蜂窩活性炭的機械性能和吸附性能是其質(zhì)量高低的兩個重要參數(shù)，而灰分對于兩者的影響較大。當(dāng)前煤炭除灰大多采用重力去石和化學(xué)清灰聯(lián)用,產(chǎn)生廢水和粉塵污染,提高了活性炭的制備成本。本文選擇以神府煤為樣品,采用超聲波恒溫振蕩酸處理和常規(guī)加熱攪拌兩種方法進(jìn)行脫灰研究,并對處理前后所制備的蜂窩活性炭的機械性能和吸附性能進(jìn)行了分析。

　　一、神府煤的工業(yè)分析和煤灰成分分析如表1和表2所示。

　　二、煤粉脫灰

　　煤粉中的無機成分主要是一些金屬氧化物，能和鹽酸發(fā)生反應(yīng)，生成可溶性的鹽，含量較多的SiOr能和HF酸反應(yīng),生成SiF4 其反應(yīng)式如下:


　　不同脫灰方式的脫灰效率和相應(yīng)活性炭得率如表3；由表3可看出，常規(guī)加熱攪拌脫灰,其脫灰率僅為17.77%，而超聲恒溫振蕩脫灰,脫灰率達(dá)到了37. 23%,是常規(guī)脫灰的兩倍。加熱脫灰過程中,熱量在溶液介質(zhì)及煤粉介質(zhì)中以熱傳遞方式傳至煤粉的內(nèi)部,提高無機鹽和酸的反應(yīng)速度。超聲波通過高頻震蕩作用將能量以短波的形式傳遞給介質(zhì),與常規(guī)攪拌相比,超聲波能使煤粉表面和內(nèi)部的溫度梯度更小，金屬氧化物和酸之間的反應(yīng)條件更容易達(dá)到,大大縮短了處理時間。

　　由表3可知,活性炭得率隨著灰分含量的降低而降低，主要是由于原煤中的灰分在制備活性炭過程中是以雜質(zhì)的形式存在。

　　三、不同脫灰方式對所得蜂窩活性炭性能的影響

　　由表4看出，隨著所用原煤灰分的降低，所制得的活性炭的正壓強度減小,而其比表面積升高,說明無機鹽成分對于蜂窩活性炭的機械強度的增加有促進(jìn)作用,無機鹽成分會組成活性炭的晶體骨架結(jié)構(gòu)，增加活性炭的機械性能。超聲振蕩所制得的活性炭樣品和常規(guī)加熱攪拌所得的樣品其灰分含量相差較大，其正壓強度相差很小，而比表面積相差較大,其原因為：在灰分含量區(qū)間為7.31%和5.58%之間，制備蜂窩活性炭的原煤的灰分含量和機械強度之間并不是線性關(guān)系，而是拋物線函數(shù)關(guān)系,存在一個灰分含量,對應(yīng)的原料制備的機械強度相對較高；綜合三者可得出,合適的灰分含量的神府煤能夠制備出機械強度和吸附性能都較好的蜂窩活性炭。

　　綜上可看出無機鹽成分會形成活性炭的骨架結(jié)構(gòu),對蜂窩活性炭的機械性能有促進(jìn)作用,但會阻礙活化作用的效果。利用合適灰分含量的煤能夠制造出機械性能和吸附性能較好的蜂窩活性炭。