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Coal and Chemical Industry煤 炭 与 化 工Coal and Chemical Industry第 46 卷 第 5 期2023 年 5 月Vol.46 No.5May 20230引言我国是世界上煤炭资源较为丰富的国家之一，煤炭种类齐全，分布广泛。山西、新疆、宁夏、内蒙古等省是我国主要的煤炭生产基地，同时，山西、宁夏也是我国两大活性炭生产基地。大同煤因低灰、低硫、挥发分适中，是制备煤质活性炭的理想原料，因此山西的活性炭生产又集中在大同。但是，随着煤炭开采的机械化和大型化，以及活性炭生产用煤只是煤炭应用领域的很小一部分，适合制备活性炭的特定煤层很难被单独、精细地开采，大同地区适合制备高品质活性炭的煤源越来越少。氧化镁/活性炭复合材料是金属氧化物-碳复合材料中的一种。氧化镁与活性炭通过不同方式杂载氧化镁活性炭的制备及性能研究王守伟，傅修军（大同中车煤化有限公司，山西 大同 037300）摘要：本文通过选取 5 种不同的煤样，添加不同比例的氧化镁，经磨粉、配煤、成型、炭化、活化等制备过程，以碘吸附值、磨损值、糖蜜值、氧化镁含量等为评价指标，制备载氧化镁活性炭。结果表明，当 1 号煤与 2 号煤及氧化镁配比为 910.3、4 号煤与 5 号煤及氧化镁配比为 460.3 时，均可制得满足预期指标碘吸附值950 mg/g、糖蜜值210、磨损值65%、MgO含量 5%8%的载氧化镁活性炭样品。其中，4 号煤与 5 号煤及氧化镁配比为460.3、活化得率为 25.62%时，可制备出碘值 1 057 mg/g、糖蜜值 282、磨损值 77%和MgO含量 6.3%的样品。关键词：配煤；氧化镁；成型；碘吸附值；糖蜜值；载氧化镁活性炭中图分类号：TQ536.1文献标识码：B文章编号：2095-5979（2023）05-0126-04Preparation and properties of magnesiumoxide loaded activated carbonWangShouwei,Fu Xiujun(Datong CRRC Coal Chemicals Corporation,Ltd.,Datong 037300,China)Abstract：In this paper,by selecting five different coal samples,adding different proportions of magnesium oxide,aftergrinding,coal blending,molding,carbonization,activation and other preparation processes,using iodine number,attritionvalue,molasses number and magnesium oxide content as evaluation indexes,magnesium oxide loaded activated carbon wasprepared.The results indicated that when the ratio of No.1 coal to No.2 coal and magnesium oxide is 910.3,and theratio ofNo.4 coal to No.5 coal and magnesium oxide is 460.3,the magnesium oxide loaded activated carbon sampleswith iodine number 950 mg/g,molasses number 210,attrition value 65%and MgO content 5%8%can beprepared,meetingthe expected target.Thereinto,when the ratioofNo.4 coal toNo.5 coal and magnesium oxide is 460.3 and the activation yield is 25.62%,the sample with iodine number 1 057 mg/g,molasses number 282,attrition value77%and MgOcontent 6.3%can be prepared.Key words：coal blending;magnesium oxide;molding;iodine number;molasses number;magnesium oxide loadedactivated carbon责任编辑：索喜梅DOI：10.19286/ki.cci.2023.05.031作者简介：王守伟（1981），男，江苏建湖人，高级工程师。通讯作者：傅修军（1987），男，山西浑源人，高级工程师。引用格式：王守伟，傅修军.载氧化镁活性炭的制备及性能研究J.煤炭与化工，2023，46（5）：126-129.化 工 工 艺 与 工 程1262023 年第 5 期化复合后，分散在活性炭上的氧化镁比表面积将显著提高，其温和的碱性将得到更大体现。金属氧化物的亲水性加上活性炭高比表面积及对非极性物质的强吸附力，形成性能独特的多孔性吸附材料。主要用于各种氨基酸工业、精制糖脱色、味精工业、葡萄糖工业、淀粉糖工业、化学助剂、染料中间体、食品添加剂、药品制剂等高色素溶液的脱色、提纯、除臭、除杂。载氧化镁活性炭是一种改良的糖液脱色用活性炭，除具备普通糖炭的优良吸附性能外，碱性氧化物氧化镁的负载可对糖液 pH 值起到缓冲作用。在活性炭对糖液的脱色过程中，糖液的 pH 值会降低，导致糖的转化，添加氧化镁后会减缓糖液 pH值的降低，抑制糖的转化。1实验1.1原料选用 3 个不同地区的 5 种原煤（编号分别为 1号、2 号、3 号、4 号和 5 号）为主要原料，原煤的工业分析见表 1。氧化镁选用含量为 93%95%的轻质氧化镁。1.2制备工艺过程1.2.1磨粉原料煤经干燥、破碎至 35 mm，磨粉机磨制成粉，要求 90%以上过 200 目筛。1.2.2压块成型在煤粉中加入一定比例的氧化镁粉末并混合均匀，使用对辊压块机干法造粒，成型压力为 10MPa，成型颗粒尺寸为20 mm10 mm6 mm。经破碎、筛分，得到粒径 28 mm物料。1.2.3炭化条件升温速率 10/mim，炭化终温 550。1.2.4活化条件活化温度 900，水蒸气流量 1.25 mL/（100 g炭化料 min），最后经破碎、筛分，得到0.62.36 mm 氧化镁活性炭产品。氧化镁活性炭制备工艺流程图如图 1 所示。1.3试验所用设备试验所用设备见表 2。表 1 原煤的工业分析Table 1 Industrial analysis ofrawcoal煤种1 号2 号3 号4 号5 号Mad/%5.235.636.521.341.38Ad/%3.822.193.173.344.00Vdaf/%41.2038.2434.9543.6831.23FCdaf/%58.8061.7665.0556.3268.77图 1氧化镁活性炭制备工艺流程图Fig.1 Preparation process flowdiagramofmagnesiumoxide loaded activated carbon设备名称电热鼓风干燥箱颚式破碎机球磨机标准筛振筛机捏合机压块机炭化炉活化炉快速压紧制粉机电子天平型号PG841-5EP-10060KET-200BNHZ-4DKET-2/100AME204E制造厂家吴江品格烘箱电炉制造有限公司鹤壁市先锋仪器仪表有限公司石家庄高新区恒欣机械厂江苏万科特煤质化验设备有限公司南通福斯特机械制造有限公司石家庄高新区恒欣机械厂石家庄高新区恒欣机械厂石家庄高新区恒欣机械厂江苏万科特煤质化验设备有限公司梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司表 2 试验所用设备Table 2 Equipment used in the experiment1.4性能检测样品的碘吸附值、糖蜜值、磨损值、氧化镁含量等指标的检测分别按如下标准的规定进行：ASTMD4607-1994 活性炭碘值的标准测试方法Galgon TM-3 AWWA B604-2012 磨 损 值企标。本文旨在制备预期技术经济指标为碘吸附值950 mg/g、糖蜜值210、磨损值65%、MgO含量 5%8%的载氧化镁活性炭。2结果与讨论2.1成型料制备结果及分析对选取的原料煤及氧化镁进行配煤压块，成型原料煤煤粉成型料炭化料炭化压块破碎磨粉氧化镁水蒸气 活化活化料氧化镁活性炭王守伟等：载氧化镁活性炭的制备及性能研究127煤炭与化工2023 年第 5 期第 46 卷料的制备结果见表 3。2.2炭化料制备结果及分析将成型料在炭化炉中进行炭化，得到炭化料，并对其性能指标进行检测，炭化料的制备结果见表 4。2.3活化料制备结果及分析将炭化料在活化炉中进行水蒸汽活化，制得活化料样品，并对其性能指标进行检测。活化料的制备结果见表 5。表 3 成型料的制备结果Table 3 Preparation results ofmoldingmaterials配比820.3820.4460.3460.4910.3460.3460.4460.3水分/%5.655.484.164.725.274.424.851.36挥发分/%39.5039.2140.0045.0340.9033.6837.7136.21强度/%8685728595888193煤源1 号2 号1 号3 号4 号5 号表 4 炭化料的制备结果Table 4 Preparation results ofcarbonizingmaterials配比820.3820.4460.3460.4910.3910.3460.3460.4460.3炭化得率/%70.572.360.069.369.669.067.671.370.00灰分/%6.827.627.117.237.137.457.097.647.58挥发分/%15.9316.5611.1914.8511.549.9211.2013.5612.25强度/%949392939295949394煤源1 号2 号1 号3 号4 号5 号表 5 活化料的制备结果Table 5 Preparation results ofactivatingmaterials配比820.3820.3820.4820.4460.3460.4910.3910.3910.3910.3910.3460.3460.4460.3460.3460.3活化得率/%36.732.731.634.738.437.43326.163040.240.036.2230.9625.62灰分/%17.9917.4021.325.8114.8916.4617.6518.5218.0718.2517.5116.1018.3118.3418.5918.73磨损值/%92858771899083808179859490887977碘值/（mg g-1）8298978888069038219849919859949799118749701 0311 057糖蜜值160166169158167158213214213215212168166242258282MgO含量/%5.615.705.835.715.655.645.966.116.026.175.835.415.725.65.96.3煤源1 号2 号1 号3 号4 号5 号由表 35 可知，1 号煤与 2 号煤及氧化镁配比分别为 820.3、820.4、460.3、460.4 时，制得样品的碘吸附值基本在 900 mg/g以下，活化活性较差，糖蜜值均在 170 以下，达不到预期指标。1 号煤与 3 号煤及氧化镁配比分别为460.3、460.4 时，活化活性较差，碘吸附值分别为 911 和 874 mg/g，未达到预期吸附指标。1 号煤与 2 号煤及氧化镁配比为 910.3、4 号煤与 5 号煤及氧化镁配比为 460.3 时，均可制备出满足预期指标碘吸附值950 mg/g、糖蜜值210、磨损值65%、MgO 含量 5%8%的载氧化镁活性炭样品。3结论本文通过选取 5 种不同的煤样，添加不同比例的氧化镁，经磨粉、配煤、成型、炭化、活化等制备过程，以碘吸附值、磨损值、糖蜜值、氧化镁含量等为评价指标，制备载氧化镁活性炭。得到如下主要结论。（1）以 1 号煤与 2 号煤配煤，添加氧化镁，配比为 910.3 时，可制得碘值 980 mg/g 以上、糖蜜值 210 以上、磨损值 80%以上、MgO 含量5.8%以上的样品，满足预期技术经济指标。（2）以 4 号煤与 5 号煤配煤，添加氧化镁，配比为 460.3 时，可制备出碘值 1 057 mg/g、糖蜜值 282、磨损值 77%和 MgO含量 6.3%的样品，满足预期技术经济指标。参考文献：1 王海宁.中国煤炭资源分布特征及其基础性作用新思考J.1282023 年第 5 期（上接第 121 页）CD组合，浆液循环泵 B（变频）CD 组合明显优于浆液循环泵 AB（变频）C 组合，同一频率 AB（变频）D 可以保证更高的入口 SO2浓度，适应范围更广。模拟工况运行要优于理论设计计算条件，因此现场实际运行时可调范围更广。3结语针对企业运行中入口 SO2浓度不稳定且变化随机性较强的情况，经过对运行数据及变频计算数据的分析比较，可以得出结论，对浆液循环泵 B 进行变频改造可以达到节能降耗的目的。计算浆液循环泵变频范围为 45 50 Hz，具体变频值可以根据现场实际运行效果实时调整。参考文献：1 冯斌，王锋涛，闫乃明，等.600 MW 燃煤机组脱硫浆液循环泵变频改造及节能优化研究 J.电力科技与环保，2021，37（2）：51-57.2 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