Wpływ wstępnego utleniania węgli kamiennych na rozwój makro- i mezoporów w procesach karbonizacji i aktywacji

• Autorzy: Machnikowska H.

Warianty tytułu

EN

Effect of preoxidation of coals on the development of macro- and mesoporosity during carbonization and activation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań struktury porowatej produktów karbonizacji i aktywacji węgli o różnym stopniu uwęglenia - gazowego i ortokoksowe-go oraz durynu z węgla gazowego, wyjściowych i utlenionych powietrzem, 32 % roztworem HNO³ i 30 % roztworemH²O². Próbki wyjściowe i utlenione poddano karbonizacji w atmosferze argonu w temperaturze 900°C. Koksy aktywowano parą wodną w piecu pionowym w temperaturze 800°C, do 50 % ubytku rnasy. Badano rozwój makro- i mezoporów w procesach karbonizacji i aktywacji metodą poro zymetri i rtęciowej. Stwierdzono, że wstępne utlenienie węgli wpływa korzystnie na rozwój struktury porowatej na etapie karbonizacji i aktywacji. Rozwój makro- i mezoporów zależy od rodzaju czynnika utleniającego. Przy podobnym stopniu wstępnego utlenienia większą objętość właściwą porów wy kazująkoksy i węgle aktywne otrzymane z węgli utlenianych kwasem azotowym niż z utlenianych powietrzem. Znacznie słabsze utlenienie węgli nadtlenkiem wodoru nie wpływa w istotny sposób na strukturę porowatą koksów i produktów aktywacji. Utlenianie kwasem azotowym powoduje lepszy rozwój rnakroporów w procesach karbonizacji i aktywacji.

EN

Gas coal, orthocoking coal and durain from gas coal were oxidized with air, 32 % HNO₃ and 30 % H₂O₂- The chars produced from original and oxidized samples by heat treatment at 900°C were next steam activated at 800°C up to 50 % burn-off. Macro- and mesopore development in the resultant chars and activated carbons was studied using mercury porosi-metry. The preoxidation of coals enhances porosity development at both stages of the treatment, the effect being dependent on the oxidizing agent. At a comparable extent of preoxidation with nitric acid and air, the treatment with the former results in a larger pore volume in chars and activated carbons. Milder oxidation with hydrogen peroxide has a slight effect on the porosity. Oxidation with nitric acid promotes macropore development on carbonization and activation. The contribution of macropores to the total pore volume is independent of the precursor used. Oxidation with air affects mostly mesopore development with the significant effect of parent material nature on the porous texture of activated carbon. The results of the study demonstrate that the macro- and mesoporosity of coal-based activated carbons can be modified to some extent by a proper selection of agent used at a preoxidation stage.

Słowa kluczowe

PL

węgiel kamienny; karbonizacja; aktywacja; tekstura porowata

EN

bituminous coal; carbonization; activation; porous texture

• Wydawca: Wydawnictwo Górnicze Sp. z o.o.
• Czasopismo: Karbo
• Rocznik: 2005
• Tom: Nr 1
• Strony: 13--19
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Machnikowska H.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Chemii i Technologii Nafty i Węgla, ul. Gdańska 7/9, 50-344 Wrocław,

Bibliografia

• 1. Jankowska H., Świątkowski A., Choma J., Węgiel aktywny. WN-T, Warszawa 1985.
• 2. Mahajan O.P., Komatsu M., Walker Jr. P.L., Low-temperature air oxidation of caking coals. 1. Effect on subsequent reactivity of chars produced. Fuel,1980, t. 59, s. 3.
• 3. Pis J.J., Centeno T.A., Mahamud M, Fuertes A.B., Parra J.B., Pajares J.A. Bansal R.C., Preparation of active carbons from coal. Part I. Oxidation of coal. Fuel Proces. Technol., 1996, t. 47, s. 119.
• 4. Machnikowska H., Łuczak A., Kubacki A., Wpływ sposobu utleniania na właściwości i strukturę węgli i litotypów. Karbo 2003, t.48,s. 157.
• 5. Oda H., Takeuchi M., Yokokawa C., Effect of air-oxidation on pore-structure of coals and cokes or chars obtained from oxidized coals. Fuel, 1981, t. 60, s. 390.
• 6. Jasieńko S., Machnikowska H., Świetlik U., Biegańska C., Wilk P., Kaczmarczyk J., Rozpoznanie zmian budowy koloidalnej węgli i odmian petrograficznych zachodzących w procesie koksowania. Raport ICHiTNiW Politechniki Wrocławskiej Nr 927, Wrocław 1997.
• 7. Crelling JC., Skorupska N.M., Marsh H., Reactivity of coal macerals and lithotypes. Fuel, 1988, t. 67, s.781.
• 8. Alonso M.J.G., Borrego A.G., Alvarez D., Menendez R., A reactivity study of chars obtained at different temperatures in relation to their petrographic characteristics. Fuel Proces. Technol., 2001, t. 69, s. 257.
• 9. Parra J.B., Pis J.J., de Sousa J.C., Pajares J.A., Bansal R. C., Effect of coal preoxidation on the development of microporosity in activated carbons. Carbon, 1996, t. 34, s. 783.
• 10. Pis J.J., Parra JB., de la Puente G., Rubiera F., Pajares J.A., Development of macroporosity in activated carbons by effect of coal preoxidation and bum-off. Fuel, 1998, t. 77, s. 625.
• 11. Centeno T.A., Stoeckli F., The oxidation of Asturian bituminous coal in air and its influence on subsequent activation by steam. Carbon, 1995, t. 33, s. 581.