我國低階煤儲量占煤炭總儲量的一半以上,資源量豐富。褐煤的煤化度低、熱值高、水分高,是一種典型的低品質(zhì)煤,直接利用效率低,將褐煤與生物質(zhì)通過共熱解方式利用成為國內(nèi)外褐煤研究熱點之一。但大量的熱解半焦如不能有效利用,不僅浪費資源而且污染環(huán)境�；钚蕴烤哂斜缺砻娣e大、表面官能團多等特點,廣泛應用于吸附、儲能等領域。將低成本的熱解半焦通過活化制備得到高附加值的活性炭,有望大幅度提高褐煤和生物質(zhì)資源的利用效率。本試驗選用褐煤和石莼作為熱解原料,在一定工藝條件下進行熱解并對固態(tài)熱解產(chǎn)物進行活化。對熱解產(chǎn)物進行GC-MS、FTIR、SEM、TGA等表征并分析,探究共熱解過程中的協(xié)調(diào)作用,優(yōu)化熱解工藝。以活性炭的亞甲基藍吸附值、碘吸附值為吸附性能指標,探究活化時間、活化溫度、堿炭比（KOH與半焦質(zhì)量比）等活化條件對活性炭吸附性能的影響,采用單因素試驗和響應面法優(yōu)化兩種活性炭制備工藝。兩種活性炭進行SEM分析、FTIR分析和比表面積分析,并探究兩種活性炭吸印染廢水附機理（等溫吸附模型、吸附動力學模型）。在本研究的實驗條件下,得出了研究結(jié)論:（1）當石莼摻混質(zhì)量分數(shù)為30%時,熱解油產(chǎn)率達到最大值14.03... 

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【學位級別】：碩士

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摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 背景及意義
    1.2 褐煤利用現(xiàn)狀
        1.2.1 褐煤的資源現(xiàn)狀及特性
        1.2.2 褐煤的利用途徑
    1.3 石莼利用現(xiàn)狀
        1.3.1 生物質(zhì)資源現(xiàn)狀及特性
        1.3.2 石莼資源及利用現(xiàn)狀
    1.4 低階煤與生物質(zhì)共熱解
        1.4.1 共熱解工藝及現(xiàn)狀
        1.4.2 熱解半焦的利用現(xiàn)狀
    1.5 活性炭概述
        1.5.1 活性炭的種類
        1.5.2 活性炭的應用
        1.5.3 活性炭制備
    1.6 活性炭吸附理論
        1.6.1 等溫吸附線
        1.6.2 吸附動力學
    1.7 研究內(nèi)容和創(chuàng)新點
        1.7.1 研究內(nèi)容
        1.7.2 創(chuàng)新點
第二章 實驗材料和方法
    2.1 原料、試劑及儀器
        2.1.1 試驗原料
        2.1.2 主要試劑
        2.1.3 試驗儀器
    2.2 印尼褐煤與石莼共熱解的工藝優(yōu)化方法
        2.2.1 印尼褐煤與石莼共熱解工藝研究
        2.2.2 熱解產(chǎn)物產(chǎn)率計算
    2.3 共熱解半焦制備活性炭的工藝優(yōu)化方法
        2.3.1 KOH活化共熱解半焦制備活性炭的工藝研究
        2.3.2 響應面優(yōu)化共熱解半焦制備活性炭工藝
    2.4 石莼半焦制備活性炭的工藝優(yōu)化方法
        2.4.1 KOH活化石莼半焦制備活性炭的工藝研究
        2.4.2 響應面優(yōu)化共熱解半焦制備活性炭工藝
    2.5 樣品表征方法
        2.5.1 掃描電鏡(SEM)分析
        2.5.2 傅里葉紅外光譜(FTIR)分析
        2.5.3 X射線衍射(XRD)分析
        2.5.4 氣相色譜/質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用分析
        2.5.5 熱重(TG)分析
        2.5.6 比表面積分析
        2.5.7 亞甲基藍吸附值測定
        2.5.8 碘吸附值測定
    2.6 活性炭吸附機理的研究方法
第三章 印尼褐煤與石莼共熱解的工藝優(yōu)化研究及表征
    3.1 石莼摻混比對共熱解產(chǎn)物產(chǎn)率的影響
    3.2 熱解半焦SEM分析
    3.3 熱解油特性分析
        3.3.1 熱解油的紅外分析
        3.3.2 熱解油的GC-MS分析
    3.4 熱重法分析共熱解特性
        3.4.1 印尼褐煤和石莼單獨熱解特性
        3.4.2 印尼褐煤與石莼共熱解特性
        3.4.3 共熱解動力學分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 共熱解半焦制備高性能活性炭及表征
    4.1 活化工藝對活性炭吸附性能的影響
        4.1.1 堿炭比對活性炭吸附性能的影響
        4.1.2 活化時間對活性炭吸附性能的影響
        4.1.3 活化溫度對活性炭吸附性能的影響
    4.2 響應面法優(yōu)化活化工藝
        4.2.1 實驗設計
        4.2.2 模型的建立及分析
        4.2.3 因素交互作用對響應值影響的曲面圖
        4.2.4 最佳工藝條件
    4.3 比表面積和孔分析
        4.3.1 氮氣吸附等溫線
        4.3.2 孔徑分布
        4.3.3 樣品比表面積分析
    4.4 紅外光譜分析
    4.5 掃描電鏡分析
    4.6 共熱解半焦活性炭的吸附機理
        4.6.1 吸附動力學
        4.6.2 等溫吸附線
    4.7 本章小結(jié)
第五章 石莼半焦制備高性能活性炭及表征
    5.1 石莼基活性炭的制備工藝研究
        5.1.1 堿炭比對活性炭吸附性能的影響
        5.1.2 活化時間對活性炭吸附性能的影響
        5.1.3 活化溫度對活性炭吸附性能的影響
    5.2 響應面法優(yōu)化活化工藝
        5.2.1 實驗設計
        5.2.2 模型的建立及分析
        5.2.3 因素交互作用對響應值影響的曲面圖
        5.2.4 最佳工藝條件
    5.3 比表面積和孔分析
        5.3.1 氮氣吸附等溫線
        5.3.2 孔徑分布
        5.3.3 樣品比表面積分析
    5.4 紅外光譜分析
    5.5 掃描電鏡分析
    5.6 X射線衍射分析
    5.7 石莼基活性炭的吸附機理
        5.7.1 吸附動力學
        5.7.2 吸附等溫線
    5.8 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻


【參考文獻】：
期刊論文
[1]褐煤直接液化技術(shù)的初步研究[J]. 金山.  電力科技與環(huán)保. 2018(05)
[2]石莼基微/中孔復合結(jié)構(gòu)活性炭的制備及性能[J]. 劉靖,何選明,柯萍,馮東征.  精細化工. 2019(02)
[3]蘭炭特性及應用研究進展[J]. 劉靖,何選明,李翠華,馮東征,柯萍.  潔凈煤技術(shù). 2018(04)
[4]生物質(zhì)能利用技術(shù)與政策研究綜述[J]. 袁驚柱,朱彤.  中國能源. 2018(06)
[5]印尼褐煤與玉米芯低溫共熱解焦油的特性[J]. 柯萍,何選明,馮東征,劉靖.  煤炭轉(zhuǎn)化. 2018(03)
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[7]煤液化技術(shù)的環(huán)保問題探析[J]. 姚天陽.  山東煤炭科技. 2018(03)
[8]NaOH預處理制備介孔木糖渣活性炭及其性能[J]. 劉鵬鵬,周素坤,王超,游婷婷,許鳳.  北京林業(yè)大學學報. 2018(03)
[9]中國褐煤資源清潔高效利用現(xiàn)狀[J]. 趙奇.  潔凈煤技術(shù). 2018(02)
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碩士論文
[1]大豆莢與褐煤共熱解轉(zhuǎn)化與利用的基礎研究[D]. 李翠華.武漢科技大學 2018
[2]石莼與褐煤低溫共熱解的轉(zhuǎn)化研究[D]. 程曉晗.武漢科技大學 2015
[3]優(yōu)勢固碳藻與煤的低溫共炭化轉(zhuǎn)化研究[D]. 彭宏杰.武漢科技大學 2011



本文編號：3673018