气化灰渣浮选精炭制备活性炭的研究.pdf

DOI:10.1016/S1872-5813(23)60354-8气化灰渣浮选精炭制备活性炭的研究赵鹏1,2,3,*，王刚4，寇丽红1,2,3，王昊1,2,3，刘敏1,2,3，黄澎1,2,3，崔振5（1.煤炭科学技术研究院有限公司,北京100013；2.煤基节能环保炭材料北京市重点实验室,北京100013；3.国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室,北京100013；4.本钢技术中心,辽宁本溪117000；5.唐山中润煤化工有限公司,河北唐山063000）摘要：煤气化灰渣高效环保资源化利用是目前煤化工固废领域研究的热点。利用气化灰渣浮选精炭为原料，配以适宜比例的长焰煤和 70%沥青含量的高温煤焦油黏结剂并辅加活性剂开展了制备活性炭的研究，在管式炉中考察了活化温度和活化时间对活性炭产品表面性质及抗压强度的影响规律。采用红外、N2吸附-脱附、扫描电镜、碘吸附等手段对成型活性炭的孔径分布和吸附性能进行了分析表征，将活性炭产品用于生化废水进行 COD 脱除效果的检验。结果表明，针对气化灰渣浮选精炭原料体系，选择适宜的活化温度和活化时间是有效成孔与扩孔的关键因素，经 550 炭化 30min，950水蒸气活化 2h 制备的成型活性炭表观形貌呈现有机炭质组分与矿物的交错赋存形态，表面含氧官能团丰富，比表面积566m2/g，孔容 0.5611mL/g，平均孔径 5.1nm，孔径分布较为集中，具有一定的中孔结构，碘值 650mg/g 和亚甲蓝值 128mg/g均达到了工业水处理用活性炭技术指标的行业标准要求。这种浮选精炭基活性炭用于生化废水净化，处理时间为 60min，固液比 0.6g/L，COD 可降至 30mg/L，达到水污染物综合排放标准（DB11/3072013）B 类水质的要求。关键词：气化灰渣；浮选精炭；活性炭；活化；孔结构中图分类号：TQ536文献标识码：APreparation of flotation refined carbon from gasification slagZHAOPeng1,2,3,*，WANGGang4，KOULi-hong1,2,3，WANGHao1,2,3，LIUMin1,2,3，HUANGPeng1,2,3，CUIZhen5（1.China Coal Research Institute,Beijing 100013,China；2.Beijing Key Laboratory of Coal Based Carbon Material,Beijing100013,China；3.National Energy Technology&Equipment Laboratory of Coal Utilization and Emission Control,Beijing100013,China；4.Benxi Iron and Steel Institute of Technology,Benxi 117000,China；5.Tangshan Zhongrun Coal ChemicalCo.,Ltd.,Tangshan 063000,China）Abstract:Highlyefficientandenvironmentallyfriendlyutilizationofcoalgasificationslagisahotresearchsubjectinthecoalchemicalindustryatpresent.Thepreparationofactivatedcarbonwithaflotationrefinedcarbonfromgasificationslag,alongflamecoal,ahightemperaturecoaltarcontaining70%asphaltandanactiveagentinproperproportion was carried out.The influence of activation temperature and time on the surface properties andcompressivestrengthoftheproducedactivatedcarbonwasinvestigatedinatubefurnace.Theoxygenfunctionalgroup,porestructureandabsorptionperformanceoftheproducedactivatedcarbonwerecharacterizedbyFT-IR,N2adsorption-desorption,SEM and iodine adsorption.The COD removal from biochemical waste water by theproduced activated carbon was verified.The results show that the key factors for the effective formation andexpansionofporearethesuitableactivationtemperatureandtimeforthefloatationrefinedcarbonfromgasificationslagasthefeedstock.Theactivatedcarbonpreparedbycarbonizationat550for30minandsteamactivationat950for2hexhibitsacrisscrossmorphologyoforganiccarboncomponentsandminerals.Thesurfacearea,porecapacityandaverageporediameterare566m2/g,0.5611mL/gand5.1nm,respectively,withthecharacteristicsofaconcentratedporedistributionandacertainquantityofmesopore.Bothiodinevalue(650mg/g)andmethylenebluevalue(128mg/g)meettherequirementsoftheChinesestandard“TechnicalSpecificationsandTestMethodsofActivatedCarbonforPurificationofIndustrialWastewater”.TheCODinbiochemicalwastewatertreatedbytheactivatedcarbonfor60minwithasolid-to-liquidratioof0.6g/Lcanbereducedtolowerthan30mg/L,meetingtheBclasswaterqualityoftheChinesestandard“IntegratedDischargeStandardofWaterPollutants”(DB11/3072013).Key words:gasificationslag；floatingrefinedcarbon；activatedcarbon；activation；porestructureReceived：2022-12-08；Revised：2023-02-01*Correspondingauthor.E-mail:.本文的英文电子版由Elsevier出版社在ScienceDirect上出版(http:/ 年占一次能源消费比例达 57%，原油对外依存度超过 73%3。现代煤化工致力于煤炭由单一的燃料属性向原料属性转变，对于实现其清洁化、规模化、集约化，发挥中国煤炭资源优势、保障国家经济命脉和能源安全、保护生态环境、实现双碳宏伟目标具有重要战略意义4,5。中国现代煤化工技术发展迅猛，废物处理难的问题愈加凸显，特别是作为现代煤化工的龙头产业煤炭气化产生的灰渣每年排放量高达 3300 万吨6，累计堆存数亿吨。气化灰渣分为粗渣和细渣两类，粗渣占气化灰渣总量的 60%80%，可作为建材和道路桥梁的原料。细渣是以飞灰形式随烟气排出，占气化灰渣总量的 20%40%，烧失量高达 20%30%，目前只能填埋或堆放7，或作为锅炉燃料掺烧8，重金属的渗漏还会引起土壤和水体的污染，制约了企业生产规模的扩大和煤化工技术的发展。因此，气化灰渣增值化和规模化消纳技术开发的需求极为迫切。目前，人们对气化炉渣应用集中在炉渣制备建筑和陶瓷制品等研究9,10，关于炉渣中残碳高值利用研究报道很少。煤气化灰渣具有丰富的孔隙结构和较大比表面积，可作为制备吸附剂的特殊廉价碳源11,12。胡俊阳等13通过浮选机获得的精炭对废水中甲基橙的去除率最高可达 97.90%。朱仁帅等14将水煤浆气化飞灰与煤焦油混合成型，熔融活化制备出复合吸附材料，最大铜离子脱除率为 40.63%。Liu 等15将气化细渣酸浸渍制备介孔玻璃微球，亚甲蓝值最大可达 140.57mg/g，为介孔氧化硅的工业化低成本生产提供了一种新方法。王云海等16采用挤压剪切烘干制得的吸附剂吸附性能优异，250mg/L的亚甲基蓝溶液质量浓度可降至110mg/L。魏存弟等17将气化细渣与水研磨分离后得到富碳复合粉，700800 活化制得的吸附材料兼具非极性物理和极性化学吸附的双重效能。顾彧彦等18以煤气化细渣为原料，采用 KOH 作为活化剂，800950 活化条件下制备出具有较高比表面积多孔碳硅复合材料，Pb2+去除率可达 98.2%。气化细渣用于吸附工艺的技术在试验验证中达到了预期效果，然而，此类技术流程复杂、投入工业生产还需结合实际情况进一步优化设计。浮选技术适宜富集气化灰渣中的有机残炭19，这种多孔精炭拓宽了制备吸附性高值炭材料的原料来源。气化灰渣经过高温气化反应后活性显著降低，原料体系只有经过科学调配才能制备出良好表面性质和高强度的活性炭。笔者将一定比例长焰粉煤添加至气化灰渣浮选精炭中，调节活性炭强度及孔隙结构，选用不同于传统沥青含量的高温焦油黏结剂提升炭化和活化的物质基础，更好地发挥黏结成型与碳骨架作用，辅以少量 KOH活化剂，制成柱状 2.5mm10mm 型料，笔者进一步探究了水蒸气活化条件对成型活性炭吸附性能和抗压强度的影响规律，制备出了具有良好吸附效果的成型活性炭，为气化灰渣的高附加值利用探寻了一条新途径。1实验部分 1.1 原料实验所用原料为新疆东疆地区长焰煤，浮选精炭来自榆林地区气化灰渣现场（精炭产率约为21%），参照 GB474200820，分别对精炭和煤样在实验室中破碎、缩分并研磨至 200 目，100 真空干燥后置于干燥器中低温避光保存。原料性质分析如表 1 所示，气化灰渣干基碳含量由 44.64%提升至浮选后的 83.35%，气化灰渣灰分由 53.25%降至浮选后的 12.50%，浮选实现了气化灰渣较好的碳灰分离。表 1 原料的性质分析Table1AnalysisdataofpropertiesofrawmaterialsSampleProximateanalysisw/%Elementaryanalysiswdaf/%CRCMadAdVdFCdCHNSO*Gasificationslag1.9253.252.1144.6495.480.720.750.632.421Finecarbon7.8412.503.9583.5596.530.620.730.421.701Coal17.465.1347.1447.7374.975.161.000.2018.671*:bydifference 1.2 成型活性炭的制备经过高温气化反应生成的气化灰渣 H/C 原子比仅为 0.09，没有黏结性，经过高温气化后 Vd仅为 2.11%，炭骨架致密，反应活性低，因此，选择低1194燃料化学学报（中英文）第51卷变质高活性煤与其混配并加入适量活化剂以提高原料体系反应性能。基于原料体系的活性，组分优势互补与成本分析，将质量比为 14 的新疆东疆高活性长焰煤粉和精炭粉混合，添加 20%KOH溶液搅拌均匀，其中，固体 KOH/（煤粉+精炭粉）=2%，再加入 70%沥青含量的高温煤焦油（高温煤焦油/（煤粉+精炭粉）=15%），在强力混捏机中混捏后，置于油压成型机中成型为 2.5mm 的柱状物料，室温下自然晾干 48h。在管式炉中常温通氮气 15min 排空气，升温至 550 炭化 30min，再升温至一定的活化温度，最后通入水蒸气活化，反应结束后在氮气保护下自然冷却至室温，即制得成型活性炭，其中，重要指标为活性炭得率，为活化后产物与干燥基原料质量之比。1.3 活性炭的表征采用 JSM-F6700型日本扫描电镜（SEM）观察表面形貌；依据GB/T195872004测试氮气的吸脱附等温线，使用美国康塔公司的 Autosorb-1MP 型比表面型吸附仪，采用多点 BET 算法和T 算法获得比表面积、孔容、微孔比表面积和微孔体积，采用 BJH 算法分析原料中的不同孔径分布；依据GB/T7702.72008 和 GB/T7702.62008分别测试碘值和亚甲蓝值，进行不同分子水平的吸附性能表征。采用 GB/T30202.32013测试活性炭的抗压强度。2结果与讨论 2.1 精炭特性解析精炭是气化灰渣中的有机残炭和无机灰分经过浮选技术分离后获得的有机残炭富集物，外观是一种黑色无气味无黏结性的砂状颗粒。表 1 原料性质分析数据表明，精炭中含 12.50%的灰分，硫含量只有 0.42%，达到特低硫煤的指标要求。精炭的挥发分仅为3.95%，碳含量高达96.53%，H/C 原子比低至 0.077，煤质特征与变质程度最高的具有隐晶石墨状结构的一号无烟煤（WY1）相似。精炭是一种煤气化过程高温热转化的产物，气化过程导致精炭挥发分低，失去黏结性，经过裂解-缩聚分子结构致密，反应活性明显降低。因此，精炭与低变质高活性的煤以及高温焦油掺混成型，并辅以活化剂，才能提高原料体系黏结性和反应活性，有利于提升产物活性炭的表面吸附性能与强度。2.2 活化性能影响规律的研究 2.2.1 活化温度的影响基于课题组前期的研究，炭化条件选择 550-30min，在此基础上探究活化对成型活性炭的吸附性能和抗压强度的影响规律。水蒸气（流量2mL/(hg)）活化 2h，考察 750、800、850、900、950、1000 对活性炭产物碘值，亚甲蓝值，得率和抗压强度的影响规律，试验结果如图 12 所示。7508008509009501000350400450500550600650Methylene blue value/(mgg1)Iodine value/(mgg1)Activate temperaturet/20406080100120140图1活化温度对碘值和亚甲蓝值的影响Figure1Effectofactivationtemperatureoniodineadsorptionandmethylenebluevalue750800850900950100000.040.080.120.160.200.240.28Yield w/%Compressive strength/MPa01020304050Activate temperaturet/图2活化温度对抗压强度和得率的影响Figure2Effectofactivationtemperatureoncompressivestrengthandyield由图1 可以看出，活化终温由750 升高到950，产物活性炭的碘值由 365mg/g 增至 650mg/g，呈现逐步增长趋势，亚甲蓝值也有一定程度增长，只是温度达到 900 时趋于稳定，温度进一步升高1000，碘值和亚甲蓝值显著下降。活化终温较低时（750），活化速率低，主要发生水蒸气向物料表面的扩散和吸附，与水蒸气反应的炭量较少，产生的孔隙也相对较少，故碘值和亚甲蓝值较低。活化温度进一步升高，未活化的碳原子逐渐向活性转变，导致更多的水蒸气与活性碳原子发第8期赵鹏等：气化灰渣浮选精炭制备活性炭的研究1195生氧化还原反应，侵蚀物料表面，产生大量的微孔和中孔，碘值和亚甲蓝值均增加。活化温度超过950，水蒸气与碳的反应更加剧烈，导致微孔孔壁坍塌形成中孔或大孔，大孔孔壁坍塌造成孔隙结构破坏，导致碘值和亚甲蓝值均下降。图 2 结果表明，产物活性炭的得率和抗压强度都随着温度的升高而降低，活化温度为 950时，抗压强度为 0.15MPa，得率为 35%。活化温度较低时（750），碳与水蒸气的反应量较少，反应速率较慢，此时产物活性炭抗压强度和得率最高，分别为 0.21MPa 和 47%，活化温度升高，反应变得越发剧烈，产物活性炭得率降低，活化温度提升至1000 时，此时产物活性炭抗压强度和得率最低，分别为 0.1MPa 和 29%，由此可见，活化温度升高致使烧蚀逐步加重，产物活性炭的抗压强度逐步下降。2.2.2 活化时间的影响水蒸气（流量 2mL/(hg)）活化温度 950 条件下，考察 0.5、1、1.5、2、2.5h 不同的活化时间对产物活性炭碘值、亚甲蓝值、抗压强度和得率的影响规律，实验结果见图 3 和图 4。0.51.01.52.02.5520560600640680Methylene blue value/(mgg1)Iodine value/(mgg1)Activate timet/h20406080100120140图3活化时间对碘值和亚甲蓝值的影响Figure3Effectofactivationtimeoniodineadsorptionandmethylenebluevalue图 3 结果表明，活化时间延长，碘值和亚甲蓝值 均 显 著 增 加，2 h 出 现 峰 值，此 时 碘 值 为650mg/g，亚甲蓝值为 128mg/g，活化时间进一步延长，碘值和亚甲蓝值显著降低。550-30min的前期炭化阶段，由于煤中挥发分的析出，炭化产物会出现数量较少且分布不均的孔洞，950 水蒸气活化过程中，水蒸气不断在炭基体上刻蚀碳原子发生造孔反应，随着活化时间的延长，水蒸气充分穿过炭化料层，打开了短时间内未被打开的孔道，孔隙越来越丰富，产物活性炭的碘值，亚甲蓝值逐渐增加，孔隙在 2h 得到最大程度的发育。进一步延长活化时间，水蒸气将刻蚀孔隙壁上的碳原子孔隙结构出现过度的烧蚀。因此，活化时间过短，活化不充分，活化时间过长，能耗增加的同时也极易导致活化过度，产物活性炭的碘值和亚甲蓝值大幅降低。图 4 结果表明，随着时间的延长，成型活性炭的抗压强度和得率都在逐渐降低，活化时间较短时（0.5h），抗压强度为 0.19MPa，得率为 45%。延长活化时间，更多的水蒸气进入孔隙内部与碳发生反应，产生的气体析出，碳的损失率逐渐增大，导致活性炭的抗压强度与收率不断降低，活化时间 2.5h，抗压强度降至 0.12MPa，得率为 32%。0.51.01.52.02.500.040.080.120.160.200.240.28Compressive strength/MPaActivate timet/h01020304050Yield w/%图4活化时间对抗压强度和得率的影响Figure4Effectofactivationtimeoncompressivestrengthandyield 2.3 产物表观形貌与表面特性解析 2.3.1 微观形貌分析精炭的外观呈黑色粉状细小颗粒，含较多的残炭。550-30min 炭化，950 水蒸气活化 2h 后得到的活性炭外观呈现黑色柱状，有一定强度。精炭和产物活性炭扫描电镜照片（SEM）分别如图 5(a)和 5(b)所示。图 5（a）发现，精炭中存在两类不同形态的颗粒物，分别是大量不规则多孔基体和少量圆球形颗粒，各种形貌呈现出相互混杂、附着和包裹的赋存形态，初步反映出精炭具有一定的孔隙结构。图 5（b）产物活性炭微观形貌表明，炭化料在950 水蒸气活化反应 2h 后，碳质组分均呈现出与矿物组分交错分布的赋存形态，颗粒棱角分明，大小不均，片状碳质组分变得稀松，表面孔隙鲜明并直抵内部，演化为丰富的孔隙结构。1196燃料化学学报（中英文）第51卷10 m10 m(a)(b)图5精炭和活性炭的 SEM 照片Figure5SEMimagesofrefinedcarbon(a)andactivatedcarbon(b)2.3.2 表面与孔结构特性精炭与产物活性炭红外光谱谱图如图 6 所示。精炭2吸附-脱附和孔径分布如图 7 所示，550炭化 30min-950 水蒸气活化 2h 生成的活性炭的 N2吸附-脱附和孔径分布如图 8 所示。精炭和活性炭产物精炭和活性炭产物表面与孔结构数据如表 2 所示。从图 6 中可以看出，精炭及产物活性炭表面含 有 丰 富 的 含 氧 官 能 团，包 括 OH(3421cm1)、CH2(2924cm1)、CO(1572cm1)，证明表面存在羧基、酸酐或内酯等基团；在 11001150cm1处出现较强吸收峰，主要归属为醚类 COC 伸缩振动峰，1400cm1附近的吸收峰可归属为 OH 的变形振动。5001000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500020406080ab100Transmittance/(a.u.)Wavenumber/cm1图6精炭与产物活性炭红外光谱谱图Figure6Infraredspectraoffinecarbonandactivatedcarbona:finecarbon;b:activatedproduct0035.370.7106.0141.3176.60.200.400.600.790.99Relative pressure(p/p0)Adsorption isothermDesorption isothermAdsorbed capacity/(mLg1)100.0590.1180.1770.2360.295dv/dlogd23 4 5 678916274473120d/nmdv/dlogd/(mLnm1g1)图7精炭的 N2吸附-脱附曲线和孔径分布Figure7N2adsorption-desorptionisothermsandporedistributioncurveofrefinedcarbon精炭和产物活性炭 N2吸附-脱附曲线呈现相似的规律。p/p0=00.2 时，吸附量随相对压力的增加而迅速上涨，表明精炭和产物活性炭中具有一定的微孔结构。p/p0=0.21.0 时，吸附量随相对压力的增加而趋缓，吸附和脱附曲线不重合，呈现出明显的回滞环，表明精炭和产物活性炭中存在一定数量的介孔结构。根据 IUPCA 的分类标准，图 7、图 8 属于吸附等温曲线中的型等温线，这是一种介孔存在的外在反映。由图 7、图 8 孔径分布和表 2 精炭和活性炭产物表面与孔结构数据可知，精炭和产物活性炭孔径分布较为集中，精炭比表面积 283m2/g，孔容0.2676mL/g，中孔比表面积占比 37%，中孔孔容占比 44.69%，平均孔径 3.7nm。与精炭相比，产物活性炭由于经过了 550 炭化和 950 水蒸气活化，内部的碳与水蒸气在活化剂作用下发生了碳第8期赵鹏等：气化灰渣浮选精炭制备活性炭的研究1197侵蚀反应，导致内部孔隙的生成与扩展，比表面积达到 566m2/g，孔容 0.5611mL/g，中孔比表面积占比 48%，中孔孔容占比 58.87%，平均孔径 5.1nm，中孔比表面积和中孔体积占比均有显著提升，平均孔径提高了 1.38 倍。0075.7151.5227.2303.0378.70.200.400.600.801.00Relative pressure(p/p0)Adsorption isothermDesorption isothermAdsorbed capacity/(mLg1)100.0860.1710.2570.3430.428dv/dlogd234 5 678916274473119d/nmdv/dlogd/(mLnm1g1)图8产物活性炭 N2吸附-脱附曲线和孔径分布Figure8N2adsorption-desorptionisothermsandporedistributioncurveofactivatedcarbon表 2 精炭和活性炭产物比表面积与孔结构Table2SurfaceandporestructuredataofrefinedcarbonandproducedactivatedcarbonSampleIodinevalue/(mgg1)Methylenebluevalue/(mgg1)BETsurfacearea/(m2g1)BETsurfaceareaofmesopore/(m2g1)Porevolume/(mLg1)Porevolumeofmesopore/(mLg1)Averageporesize/nmRefinedcarbon29238283104.220.26760.11963.7Activatedproduct650128566271.680.56110.33035.1550 炭化 30min-950 水蒸气活化 2h 制备活性炭的碘值 650mg/g 和亚甲蓝值 128mg/g 均达到了工业水处理用活性炭技术指标（LY/T32792021）的行业指标要求。（碘值（合格）500mg/g、亚甲蓝值（优级）120mg/g）。气化灰渣需运抵固废处理企业处置，内蒙地区每吨气化灰渣处理费用接近 3000 元，气化灰渣浮选精炭作为原料制备活性炭的成本明显低于煤炭，按照 2022 年市场作价初步核算，气化灰渣基活性炭生产成本约2500元/t3000元/t，低于同等质量煤基活性炭的生产成本40005000元/t。气化灰渣基活性炭用于生化废水深度处理可替代煤基活性炭，降低废水处理成本。2.4 生化废水 COD 脱除研究废水 COD 脱除效果与环境温度、吸附时间、活性炭添加量以及 COD 浓度等因素关系密切，以550 炭化 30min-950 水蒸气活化 2h 后得到的活性炭为研究对象，将其用于 pH=6.0 的生化废水中常温吸附 60min，考察它对生化废水中 COD的脱除效果，生化废水中的 COD 初始质量浓度为300mg/L，活性炭添加量与生化废水处理效果的关系如图 9 所示。0.30.60.91.21.56065707580859095Adsorption capacity/(mgg1)COD removal rate/%Ratio of solid and liquid/(gL1)0100200300400500600700图9产物活性炭添加量与生化废水处理效果的关系Figure9Relationshipbetweenactivatedcarbonandtreatmenteffect当固液比初始为 0.3g/L 时，废水中 COD 去除率为 64%，单位吸附量为 640mg/g。固液比提高至 0.6g/L 时，COD 去除率增至 90%，精炭制备的活性炭用量增大能够增强吸附性能，COD 去除率增大，这要归因于这种活性炭具有孔径较为集中的发达中孔结构和一定的比表面积，中孔孔道可作为连接微孔和大孔的桥梁，还能吸附大分子液相物质，有效去除废水中的颗粒物、微生物、大分子有机物及部分溶解性物质。另外，气化渣基活1198燃料化学学报（中英文）第51卷性炭表面存在一定数量的含氧官能团，如羟基、羧基、内酯基等，具有较强的表面反应活性，更容易吸附 COD 中的酚类、酯类、酸类、含氮类、含硫类等极性分子，有利于提高吸附容量和吸收速率，强化了低浓度有机物的吸附效果。然而，固液比大于 0.6g/L 时 COD 去除率变化不大，此刻大多数吸附位点被 COD 占据，可用于吸附的空白位点的数目变得有限，吸附已达到平衡。单位吸附量随固液比的增加逐渐减小，这是活性炭添加量增大，相互之间的竞争吸附作用增强所致。结果表明，当固液比增加为 0.6g/L 时，COD去除率趋于稳定达到 90%，单位吸附量为 450mg/g，此时的 COD 降至 30mg/L，废水变得无色透明，COD达到水污染物综合排放标准（DB11/3072013）B 类水质的要求。3结论气化灰渣浮选精炭由有机残炭和无机灰组成，具有挥发分低和硫含量低的特点，煤质特征与变质程度最高的具有隐晶石墨状结构的一号无烟煤（WY1）相似。精炭初具一定的孔隙结构，没有黏结性，活化性能低，需配以适宜比例的活性较高的煤和 70%沥青含量的高温焦油黏结剂，并辅以少量活化剂，才能充分发挥不同原料的物理和化学反应特性的优势互补，制备出表面性能达标和较高强度的活性炭产品，实现气化灰渣浮选精炭高附加值消纳与转化的目的。针对气化灰渣浮选精炭原料体系，55030min 炭化耦合 950（水蒸气流量 2mL/(hg)）活化 2h 制备的活性炭表面炭质组分稀松，孔隙鲜明，演化为丰富的孔结构，表面含氧官能团丰富，比表面积 566m2/g，孔容 0.5611mL/g，平均孔径5.1nm，孔径分布较为集中，具有一定的中孔结构。碘值 650mg/g 和亚甲蓝值 128mg/g 均达到了工业水处理用活性炭技术指标（LY/T3279-2021）的行业指标要求。具有良好的生化废水 COD 脱除性能，处理时间 60min，固液比 0.6g/L，COD 可降至 30mg/L 左右，达到水污染物综合排放标准（DB11/307-2013）B 类水质的要求。参考文献王国法.碳中和目标下,煤炭的坚守与转身N.中国煤炭报,2021-02-06.（WANGGuo-fa.AdherenceandchangingofcoalunderthegoalofcarbonneutralityN.ChinaCoalNews,2021-02-06.）1王晓磊,陈贵锋,李文博,黄澎,王乃继.双碳背景下煤炭清洁高效利用方向构建J.煤质技术，2021，36（6）：15.（WANGXiao-lei,CHENGui-feng,LIWen-bo,HUANGPeng,WANGNai-ji.ConstructionofcleanefficientutilizationdirectionofcoalunderthebackgroundofDoubleCarbonJ.CoalQualityTechnol，2021，36（6）：15.）2张抗,苗淼,张立勤.“双碳”目标与中国能源转型思考(二)能源转型中的化石能源J.中外能源，2022，27（4）：16.（ZHANGKang,MIAOMiao,ZHANGLi-qin.CarbonpeakingandcarbonneutralitygoalsandreflectionsonChinasenergytransitionpartJ.Sino-GlobalEnergy，2022，27（4）：16.）3门卓武,李初福,李井峰.现代煤化工技术开发的机遇与方向J.能源科技，2020，18（8）：6062.（MENZhuo-wu,LIChu-fu,LIJing-feng.OpportunitiesforanddirectionsofmoderncoalchemicaltechnologydevelopmentJ.EnergySciTechnol，2020，18（8）：6062.）4徐振刚.中国现代煤化工近25年发展回顾反思展望J.煤炭科学技术，2020，48（8）：125.（XUZhen-gang.Review,rethinkandprospectofChinasmoderncoalchemicalindustrydevelopmentinrecent25yearsJ.CoalSciTechnol，2020，48（8）：125.）5朱菊芬,李健,闫龙,尚军飞,王玉飞,李强,王建友.煤气化渣资源化利用研究进展及应用展望J.洁净煤技术，2021，27（6）：1121.（ZHUJu-fen,LIJian,YANLong,SHANGJun-fei,WANGYu-fei,LIQiang,WANGJian-you.ResearchprogressandapplicationprospectofcoalgasificationslagresourceutilizationJ.CleanCoalTechnol，2021，27（6）：1121.）6申改燕,李金洲,王敬.关于煤化工气化炉渣资源化利用技术的探讨J.能源与节能，2020，（7）：5860.（SHENGai-yan,LIJin-zhou,WANGJing.DiscussiononresourceutilizationtechnologyofcoalchemicalgasificationslagJ.EnergyEnergyConservation，2020，（7）：5860.）7史兆臣,戴高峰,王学斌,董永胜,李攀,于伟,谭厚章.煤气化细渣的资源化综合利用技术研究进展J.华电技术，2020，42（7）：6373.（SHIZhao-chen,DAIGao-feng,WANGXue-bin,DONGYong-sheng,LIPan,YUWei,TANHou-zhang.ReviewonthecomprehensiveresourcesutilizationtechnologyofcoalgasificationfineslagJ.HuadianTechnol，2020，42（7）：6373.）8傅博,马梦凡,申旺,程臻赟,江尧.气化渣对硅酸盐水泥强度和微观结构的影响研究J.硅酸盐通报，2020，39（8）：25232527.（FUBo,MAMeng-fan,SHENWang,CHENGZhen-yun,JIANGYao.InfluenceofcoalgasificationslagonstrengthandmicrostructureofPortlandcementJ.BullChinCeramSoc，2020，39（8）：25232527.）9张成,裴超.煤气化渣生产蒸压砖的技术研究J.砖瓦世界，2019，（10）：4952.（ZHANGCheng,PEIChao.TechnologicalresearchonproductionofautoclavedbricksfromcoalgasificationslagJ.BrickTileWorld，2019，（10）：4952.）10第8期赵鹏等：气化灰渣浮选精炭制备活性炭的研究1199吴昊东,邵丰华,吕鹏,白永辉,宋旭东,王焦飞,郭庆华,王学斌,于广锁.气流床煤气化细渣结构、性质与其粒度分布关系研究J.燃料化学学报，2022，50（5）：513520.（WUHao-dong,SHAOFeng-hua,LPeng,BAIYong-hui,SONGXu-dong,WANGJiao-fei,GUOQing-hua,WANGXue-bin,YUGuang-suo.Study 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