2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、等離子體煤裂解制乙炔是一項低碳、低資源消耗、低污染、流程短的潔凈煤技術(shù),所產(chǎn)生的固體產(chǎn)物產(chǎn)率大、價格低、碳含量高、初始孔隙率高、反應性強,是一種寶貴的碳素資源。本文等離子體裂解煤固體產(chǎn)物的利用研究,對提高煤制乙炔工藝的經(jīng)濟性,降低煤炭資源消耗具有重要的意義。
   首先對新疆天業(yè)5MW等離子體裂解克拉瑪依煤制乙炔中試裝置所產(chǎn)生的固體產(chǎn)物進行分析研究,發(fā)現(xiàn)固體產(chǎn)物顆粒細,平均粒徑為45~55μm;微觀上多孔,其比表面積為7.7m2

2、.g-1,平均孔徑為15.3nm;其碳元素含量高,干燥無灰基碳元素含量大于90%;有機結(jié)構(gòu)中的官能團主要為羥基、醚鍵等以及芳香結(jié)構(gòu);固體產(chǎn)物灰分較高,干燥基灰分為29.5%,其中含量最多的礦物質(zhì)元素為Si,其次為Al、Ca、Fe及Mg,主要存在形式為石英、方解石、鐵白云石等。
   針對固體產(chǎn)物的性質(zhì),設(shè)計了粉末造粒固定床水蒸汽活化制備活性炭工藝,并考察了關(guān)鍵的影響因素。結(jié)果顯示,碳的轉(zhuǎn)化率為70~80%時制得活性炭的碘吸附值較

3、高。較優(yōu)的活化溫度為800℃,水蒸汽空速為0.75h-1,活化時間為3.5h。成型物料的粒度在2.5~5mm范圍內(nèi),對活化效果影響較小。采用清潔性高、價格低、添加量小的淀粉作為粘結(jié)劑,制得的活性炭碘吸附值為509~515mg·g-1,收率為36~38%,可取代污染高的煤焦油,前景較好。對固體產(chǎn)物活化的反應速率進行研究,發(fā)現(xiàn)活化反應近似為一級反應,表觀活化能為84.7kJ·mol-1。結(jié)合與原煤制備活性炭的結(jié)果對比,說明固體產(chǎn)物屬于較易活

4、化的原料。
   活性炭的灰分在活化過程中不斷增加,這是制約活化炭性能的主要因素之一。研究了脫灰處理對固體產(chǎn)物制備活性炭的影響。結(jié)果顯示,對活化得到的活性炭進行酸處理脫灰,不能有效提高其吸附能力;先對固體產(chǎn)物進行酸處理、堿-酸處理脫灰(灰分分別降至20%、10%),再以脫灰產(chǎn)物為原料制備活性炭,碘吸附值可達650mg·g-1、772mg·g-1,明顯優(yōu)于直接活化的結(jié)果,且脫灰程度越高,活化效果越好。其中,經(jīng)過堿-酸處理的原料制得

5、活性炭的微孔容積為0.25ml·g-1,明顯大于直接活化的結(jié)果(0.12ml·g-1);中孔容積基本不變,為0.23ml·g-1;而平均孔徑下降由3.26nm下降為2.68nm,且孔徑分布與KOH法制備的活性炭類似。研究了不同灰分原料制備活性炭的干燥無灰基碘吸附值的規(guī)律,發(fā)現(xiàn)灰分對活性炭吸附性能的主要影響在于:降低活性炭中有效成分的質(zhì)量,導致總體吸附性能下降,同時對孔徑分布有一定的影響。
   對與堿-酸法結(jié)合的活性炭制備工藝進

6、行優(yōu)化,提出了一種循環(huán)堿-酸法工藝對固體產(chǎn)物進行脫灰,可節(jié)約NaOH40~45%,同時提取出NaCO3·10H2O,并將堿廢水排量減為零。以經(jīng)過該法處理的低灰固體產(chǎn)物為原料,以淀粉為粘結(jié)劑采用正交法對水蒸汽活化的工藝條件進行優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)較優(yōu)的條件為:850℃活化3.5~4h,水蒸汽空速0.75h-1,所得活性炭碘吸附值可達765~789mg·g-1,收率為33~35%,活性炭灰分為20~22%。
   對固體產(chǎn)物粉末造粒固定床水蒸

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