褐煤對活性炭孔結構的影響

　　我國將干燥無灰基揮發(fā)分>37%、透光率≤50%且恒濕無灰基高位發(fā)熱量≤24MJ/kg的煤劃分為褐煤，鏡質組平均較大反射率<0.5%，是變質程度較低的煤。褐煤價格低廉，反應活性高，活化時間短，設備生產能力大，無需破黏等特殊處理，生產工藝過程簡單，在煤質活性炭的生產中具有一定優(yōu)勢。澳大利亞和歐洲采用褐煤半焦壓塊活化工藝制活性炭，該工藝首先將褐煤炭化，再將半焦粉碎至0.1mm以下，加人瀝青黏結劑成型壓塊，破碎壓塊后加入活化爐活化，經篩分或磨細可制得粒狀或粉狀活性炭。以S51產品為例，其利用褐煤制得的產品比表面積為500~550m2/g，中大孔的體積分數(shù)為50%以上。

　　我國的低灰褐煤儲量非常少，主要的褐煤煤田集中于內蒙古的滿洲里、海拉爾、霍林郭勒、赤峰一帶，以及云南的曲靖、先鋒一帶。云南的褐煤灰分較低(4%左右)，內蒙古地區(qū)的褐煤較低灰分為8%左右，但由于變質程度低、粉化率過高、加工性能較差，2類褐煤均不能單獨制成活性炭，目前國內尚無一家活性炭制造企業(yè)生產褐煤質活性炭產品。

　　分別利用具有代表性的云南彌勒褐煤和內蒙古蒙東褐煤為原料在實驗室中進行了制備試驗，2個試驗中炭化、活化條件雖有所不同，但較終活性炭樣品的比表面積均在500m2/g左右，平均孔徑4nm左右，中孔結構發(fā)達，適用于液相吸附領域。另外，在試驗中對炭化料進行脫灰處理，有利于增加較終樣品微孔比例，提高碘值。

　　對某活性炭廠由不同煤種制得產品的孔徑分布進行統(tǒng)計，見表2。雖然存在煙煤的分類不夠具體以及取樣局域性等缺陷，但是在一定程度上反映了煤種對活性炭孔結構分布的影響。

　　褐煤活性炭具有敞開孔隙結構，微孔容積、比表面積、碘值較低，焦糖等大分子吸附量高，脫色能力強，在苯酚吸附等某些液相應用領域效果較好，近年來在大分子廢氣和廢水處理中的應用受到廣泛關注。

表2? 不同煤種的煤質活性炭產品孔隙結構分布

　　通過前面的文章“不同的無煙煤原料對活性炭孔結構的影響”和“各種煙煤原料制成的活性炭孔結構有什么不同?”以及本篇文章的介紹，我們可以總結出以下內容：

　　原料煤的變質程度越高，活性炭孔結構中的微孔越發(fā)達，如無煙煤質活性炭的孔結構幾乎全以微孔為主，而隨著變質程度的降低，活性炭孔結構中的中孔比例逐漸增加，這種趨勢在煙煤各小類之間表現(xiàn)得尤為明顯。活性炭的各種應用性能均以吸附為主，不同的應用領域對活性炭孔結構分布有不同的要求。因此，根據(jù)不同的應用場合，選擇恰當?shù)脑厦悍N，才能取得較好的使用效果。隨著活性炭生產工藝的發(fā)展，配煤技術已成為主流技術，即根據(jù)對產品孔結構的不同要求，選擇幾種變質程度不同的原料煤，按一定比例進行混合后生產，以得到不同孔結構分布的活性炭產品。煤的變質程度對活性炭孔結構的影響規(guī)律是配煤技術的基礎，可為實際生產中活性炭孔結構的調控提供理論參考，以實現(xiàn)根據(jù)吸附質的大小針對性地選用合適的吸附劑，對于活性炭的生產和應用技術有重要意義。