摘要：为了简化活性焦的制备工艺流程,降低其生产成本,同时拓宽准东褐煤利用途径,需要对准东褐煤热解过程进行更深入的研究。利用热重(TGA)技术考察了准东褐煤在不同升温速率(10,20,30,40和50℃/min)热解失重特性并采用等转化率法分析了其动力学参数,同时利用程序升温和快速热解在终温为800℃条件下制备出活性焦SC1和SC2。采用氮吸附仪(BET)获得煤焦的孔隙结构参数,利用红外吸收光谱仪(FT-IR)和拉曼仪光谱仪(Raman)分别获取煤焦大分子结构中的官能团和碳骨架结构信息。研究结果表明,基于热重法分析出准东褐煤热解动力学参数,活化能和指前因子变化范围为38. 89~229. 13 kJ/mol和108. 26~1. 18×109s-1。升温速率为30℃/min时,有足够热量促进煤焦内部有机结构分解生成大量挥发分,煤焦内部形成合理的温度梯度,阻碍了热缩聚反应造成孔隙阻塞,挥发分顺利释放促进了孔隙结构形成。程序升温热解焦SC1烧失率为46. 5%,比表面积为312. 91 m~2/g,孔容为0. 178 cm3/g,平均孔径为2. 271 nm;而快速热解焦SC2烧失率为37. 3%,比表面积达到424. 25 m~2/g,孔容为0. 189 cm3/g,平均孔径2. 342 nm,以微孔为主,结构参数明显好于SC1。快速热解炭化制备活性焦前驱体,促进煤焦生成大量无定形结构和缺陷结构,利于活化阶段微孔孔隙结构的构筑。

关键词：升温速率 褐煤 快速热解 活性焦 孔隙结构 

单位：山东大学燃煤污染物减排国家工程实验室; 山东济南250061; 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室; 湖北武汉430074