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沥青球的流态化氧化行为研究

王永邦

  沥青基球状活性炭是以沥青为原料,经破碎、成球、氧化不熔化、炭化和活化等工艺过程制备而得。其中,氧化不熔化是制备沥青基球状活性炭过程中最为耗时、耗能的关键步骤,直接制约制备成本。目前,工业中普遍采用的氧化不熔化反应器为箱式氧化炉,存在氧化效率低,能耗大、易烧料等缺点。因此,开发一种新型高效沥青球氧化反应器具有重要的现实意义。本论文首次采用流化床反应器成功实现了对沥青球的高效氧化,并通过强化流化床系统中的传热和传质过程,使沥青球的氧化效率比传统反应器提高5倍以上。此外,将氧化后沥青球进行炭化、活化处理,制备了沥青基球状活性炭,并考察了其对CO2的吸附性能。 用自制流化床反应器研究了沥青球的氧化过程,考察了沥青球的流化特性和氧化效果。当流化床进口气速达到0.21 m/s时,沥青球开始流化,并随之进入鼓泡阶段。在此流化条件下,以0.5℃/min速率升至300℃,并恒温2 h对沥青球进行氧化处理,得到表面形貌完好的氧化沥青球。将得到的氧化沥青球进行炭化处理,可以制得球体表面光滑、无裂纹的炭化球。在流化床反应器中,气固接触充分,气膜传质阻力小,利于氧分子向沥青球内部扩散,因此有效促进了沥青球的氧化,提高了沥青球的氧化效率。 将炭化球在900℃下进行水蒸气活化,制得了沥青基球状活性炭。通过控制活化时间(10-60 min),调节了沥青基球状活性炭的孔结构。同时,考察了所制沥青基球状活性炭对二氧化碳的吸附行为。结果表明,25℃、气体流量50 ml/min(C02与N2体积比为1:4)时,沥青基球状活性炭对CO2的吸附量为0.66 mmol/g。沥青基球状活性炭对CO2的吸附属于物理吸附,吸附量受温度、CO2浓度、湿度、气体流量等因素的影响。吸附温度越低、CO2浓度越高,吸附量越大;随着气体流量和湿度的增加,吸附量减少。……   
[关键词]:沥青;氧化不熔化;流态化;球状活性炭
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:华东理工大学2011年