催化剂载体成型炭的制备研究开题报告

1. 研究目的与意义

长期以来，大多数生物质能源的利用以直接燃烧为主，不仅热效力低下，而且伴随着大量的烟尘和余灰的排放。在目前的情况下大多数是利用的方式是将生物质原料粉碎、机械加压的方法，将其压缩成一定的形状。将椰壳炭化并制备成型炭，不仅能解决废椰壳处理不当带来的环境污染问题，而且可以变废为宝，将废椰壳用作生物质燃料或者加工成为催化剂载体。

成型活性具有较高的堆密度与强度，且无粉尘污染。其形状和尺寸是可以设计的，

按照实际应用的需求，以特定的形状和尺寸，尽可能的节省空间，发挥活性炭的应

2. 国内外研究现状分析

目前利用生物质废弃物制备成型炭主要有两种方法：①、将粉碎的原料在机械挤压成型后，在进行炭化制备得到成型炭；②、采用黏结剂或粉末活性炭成型，然后对黏结成块进行处理，保证碳整体性能的稳定。综上所述我们可以得知，第一种方法对设备的磨损较为严重，设备的维护费用较高且能耗较大。第二种方法先将生物质进行炭化，再加入一定量的胶黏剂与经粉碎后的炭粉混合均匀，然后在模具中挤压挤压成型，使生产设备投入费用低，设备磨损小，生产过程能耗低，且制得的成型炭燃烧无烟，安全卫生。工艺流程概括为：原料除杂粉碎炭化过筛混合粘结剂挤压成型干燥包装。这种成型方式，原料的纤维结构在炭化过程中走到破坏，使其挤压成型提醒得到改善。在常温下成型，成型部件的机械磨损和挤压过程中的能量消耗降低。然而，炭化后的原料在挤压后成型后维持既定形状的能力较差，储运和使用时容易开裂和破碎，因此，生物质炭成型燃料成型后要具备一定的力学强度，压缩成型时就一定要加入黏结剂，国内外学者对于黏结剂种类、用量选择进行了深入的研究。

研究表明胶黏剂的种类主要有三大类：无机胶黏剂、有机胶黏剂和有机-无机复合胶黏剂。相关学者研究发现：无机胶黏剂与粉状炭成型较易得到高强度的成型燃料，但是无机类胶黏剂的黏结性较差，不易达到成型要求。有机胶黏剂与生物质炭粉比较均匀混合，表现出较好的亲和力，目前，对于粉炭成型的研究，国内外学者选择有机胶黏剂进行研究的较多。最后对于有机-复合胶黏剂研究集中在有机和无机胶黏剂混合，能够充分利用无机胶黏剂的成型炭强度高的优势以及有机胶黏剂粘结性能好的特点。有机-无机复合类胶黏剂在在黏性及其力学强度上都容易达到成型燃料的要求，同时该种成型炭还具有较好的跌落强度和红热强度。目前对该种类的胶黏剂的研究也较多，可以看出这是今后继续研究的一个重点方向。

参考文献：庄晓伟，陈顺伟，张挑元，等7种生物质炭燃烧特性的分析,林产化学与工业，2009,29（10）；169-178

3. 研究的基本内容与计划

课题研究内容：（1）商品化的成型炭工业组分分析

( 2 ) 催化剂载体成型炭的制备研究 （成型剂：木焦油、煤焦油、聚乙烯醇等）

（3）催化剂载体成型炭的性能研究 （负载金属或金属氧化物）

4. 研究创新点

目前活性炭产品主要是粉末活性炭，粉末活性炭堆密度低、不易储放、运输和回

收，容易造成粉尘污染。本课题将粉状活性炭变成成型炭，用聚乙烯醇（pva）作为

成型剂将粉状活性炭胶黏成固体活性炭，并在成型炭上负载金属或金属氧化物以测