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椰壳活性炭CO2气相氧化法的过程分析

来源:承德双惠活性炭
椰壳活性炭是活性炭种类中较为常用的一种,它的活化速率在整个CO2气相氧化法的过程中有着重要的影响,我们针对一些地区的椰壳炭采样对比,对椰壳活性炭的CO2气相氧化过程做了一些分析:
    海南产椰壳炭的炭化程度较高,根据25℃的CO2吸附等温线计算的比表面为1 020 m2/g.以不同的反应速度活化至烧失率56%~59%,吸附等温线基本上为Ⅰ-型,如图1所示.C1-56、C2-59和CF1-56三个样品的微孔比表面积分别为2 166 m2/g、2 159 m2/g和2 168 m2/g,基本相同.但在三个样品的吸附等温线中,活化速度最高(0.75%/h烧失率)的样品C2-59,在相对压力0.7时的吸附量最低,表明其微孔体积最低.CF1-69的微孔比表面积为2 228 m2/g,高于反应速度快的样品C2-72,相对压力0.7时的吸附量也较高.这表明过高的反应速度不利于产生微孔.越南炭化料炭化程度低,若在800℃下炭化30 min,烧失率即达到19.6%,比表面增至580 m2/g.由此可知,在活化初期,活化反应的同时也进行着二次炭化,因此在活化初期烧失率的变化较大,然而表面烧失并不严重.从吸附等温线看,主要以微孔为主.
    在氧化剂流速相同条件下对越南产椰壳炭料进行活化,考察了铁和磷酸钾两种催化剂对活化样品的影响.CF2-75、CKP-70样品的烧失率均高于样品C3-60,可见添加两种催化剂均能提高活化速率.从它们的吸附等温线可知,除了CKP-70样品外,比表面积随烧失率的增加而增加.CF2-75样品的吸附等温线斜率较大,表明该样品具有发达的微孔结构,微孔比表面高达2 344 m2/g.因此,采用低炭化程度的原料,并添加一定量铁催化剂,可大大缩短反应时间,得到高比表面微孔活性炭.与CF3-54样品相比,CKP-70的吸附等温线斜率小,在相对压力为0.37时两条等温线相交,表明在磷酸钾催化作用下的活化,更多地产生中孔.
    目前,椰壳活性炭原料主要集中在菲律宾、越南等一些东南亚地区的国家,由于近年来需求量的不断加大,为了缓解市场需求,提升椰壳活性炭的活化速率,增加其有效利用率,在CO2气相氧化法的过程中就显得非常有意义!

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