兰炭料的孔隙特性

2020-05-12

兰炭料吸附性能的重要指标是它的孔结构。有人采用氮气等温吸附法研究了兰炭孔结构的影响因素,研究了常压和增压气化对兰炭孔结构的影响。结果表明,兰炭的比表面积、孔比表面积和比孔容明显大于原煤。

煤气化和焦化有不同的生产目的。前者的目的是在一定的能耗条件下尽可能多地生产煤气,后者则是通过控制焦化工艺参数,生产出符合产品质量标准要求的兰炭。好的兰炭品质要求灰分和水分少,挥发物含量不宜太高(一般风干基挥发物含量应小于4%)。

通过对几种典型工业兰炭的元素分析和孔结构分析,得出如下结论:

(1)兰炭是煤低温热解的副产物,挥发分含量为2.47%~5.23%;(2)兰炭的孔容为0.05~3.75px3/g,比表面积为6.6~14m2/g,孔隙率为12%~23%,结果表明,工业炭的孔结构不发达,孔隙率为12%~23%。如果直接用作吸附剂,其吸附能力是非常有限的。因此,有必要进一步活化和提高孔容和比表面积。

(3) 在50-1000nm孔半径范围内,大多数样品的孔体积占总孔体积的很大比例,但比表面积对样品总比表面积贡献较大的孔径范围小于20nm。结果表明,孔径小于20nm的孔数大于总孔数,有利于气体吸附。

指出工业兰炭是具有复杂微孔拓扑结构的多孔材料。基于分形理论,引入分形维数对工业兰花碳不规则孔结构的粗糙度和复杂性进行了定量表征和描述。

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