焦粉活性炭的制备及应用研究进展_田宇红

焦粉活性炭的制备及应用研究进展收稿日期:2009-11-30;修订日期:2010-04-27基金项目：国家支撑计划（2009BAA20B02）；国家973预研项目（2009CB226114）；西安建筑科技大学青年基金（QN0724）作者简介:田宇红（1977-），女，山西万荣人，博士生，主要从事化工、冶金资源综合利用研究。田宇红，兰新哲，马红周，赵西成（西安建筑科技大学冶金工程学院，陕西省冶金工程技术研究中心,西安710055）摘要:冶金和化工等企业每年都产生大量的焦粉，用焦粉做原料生产活性炭，可降低生产成本，提高经济效益，减少废弃焦粉对环境的污染。本文综述了国内外焦粉活性炭的研究概况，重点介绍了焦粉活性炭的制备、应用及展望。关键词:焦粉；活性炭；物理活化；化学活化中图分类号:O613文献标识码:A文章编号:1008-8725（2010）07-0163-03ResearchProgressinPreparationofActivatedCarbonfromCokePowderandItsApplicationTIANYu-hong,LANXin-zhe,MAHong-zhou,ZHAOXi-cheng（SchoolofMetallurgicalEngineering,Xi'anUniversityofArchitectureandTechnology,ResearchcentreonMetallurgicalEngineeringandTechnologyofShaanxiProvince,Xi'an710055，China）Abstract:Metallurgicalandchemicalcompaniesproducelargeamountsofcokepowdereveryyear.Usingcokepowderasrawmaterialstoproduceactivatedcarboncandecreaseproductioncosts,improveeconomicefficiencyandreducepollutionofwastecoketotheenvironment.ResearchesinactivatedcarbonfromcokepowderinChinaandabroadarereviewedinthispaper.Thepreparation,applicationanddevelopmentstrategyofactivatedcarbonfromcokepowderareemphaticallyintroduced.Keywords:cokepowder;activatedcarbon;physicalactivation;chemicalactivation0前言活性炭是一种优良的多孔性吸附材料，具有丰富的内部孔隙结构和较高的比表面积，广泛应用于化工、环保、食品加工和军事化学防护等各个领域。工业上制备活性炭的主要原料是木质和煤。随着能源资源的日趋紧张和人们对环境保护的重视,以废弃物为原料制备活性炭已成为活性炭制备的发展趋势。焦粉[1-4]是冶金、化工、电石等生产企业将工业焦炭破碎时产生的直径小于5mm的副产物，颜色为灰黑色，固定碳含量约70%以上，因粒度小，不符合生产工艺要求，只能当作低级燃料廉价处理。这不仅造成了大量能源浪费，生产成本上升，经济效益下降，而且对环境造成严重污染。据调查，我国每年因此被废弃的焦粉约达4000万t，废弃焦粉具有固定碳含量高、灰分、挥发分低、强度高、原料易得等特点。能满足制备活性炭材料的各项要求，是一种优良的制备活性炭的材料。同时,价格低廉、无须炭化、耗能低，因而用废弃焦粉制备活性炭成本低。本文重点介绍焦粉活性炭的制备、应用和展望。1焦粉活性炭的制备我国煤炭科学研究院西安分院在20世纪90年代对用半焦焦粉制备活性炭的可行性进行了研究。崔永君等[2,5]对神府矿区机焦、土焦的废弃物半焦焦粉作了较全面的性质分析，对其性质差异及形成原因进行了探讨。同时对土焦焦粉的加工利用提出合理化建议，认为土焦焦粉适于生产非微孔发达的活性炭。其后雒和明等[6]对酒泉钢铁集团有限责任公司焦化厂的废弃焦粉用化学活化法制备焦粉活性炭。国外用废弃焦粉活化制备活性炭的研究鲜有报道。1.1原材料煤是我国的主要能源，焦化是煤炭化工的最主要方式，从1993年起我国焦炭量一直居世界首位。煤基焦粉主要来源于低温干馏和高温干馏制焦炭破碎时产生的直径小于5mm的副产物。1.2制备方法制备焦粉活性炭的方法主要分为物理活化法和化学活化法。1.2.1物理活化法物理活化法是指原料先炭化，然后在600～1200℃下对炭化物进行活化，利用二氧化碳、水蒸气等氧化性气体与含碳材料内部的碳原子反应，通过开孔、扩孔和创造新孔而形成