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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
活性焦用生物质黏结剂制备条件优化及其性能研究
  • 作者

    田宇红白雪茹李林波兰新哲杨荣添

  • 单位

    西安建筑科技大学化学与化工学院西安建筑科技大学陕西省冶金工程技术研究中心西安建筑科技大学冶金工程学院

  • 摘要
    以榆树皮为原料制备生产活性焦所需的黏结剂,研究了NaOH溶液中NaOH质量分数、处理温度和处理时间对生物质黏结剂黏度的影响,用单因素实验确定各影响因素的取值范围,采用响应曲面法,以黏度为响应值,通过3因素3水平Box-Behnken实验设计,对生物质黏结剂的制备条件进行模拟优化。结果表明:随着NaOH质量分数、处理时间和处理温度的增大,黏度均呈先增大后减小的趋势,且NaOH质量分数对黏度的影响最大,处理温度次之,处理时间的影响最小;最优工艺条件:NaOH质量分数为1.15%,处理温度为66.19℃,处理时间为87.67 min,黏度可达10 381.6 mPa·s,与预测值拟合较好,模型准确度较高;通过对比榆树皮生物质用1%(NaOH质量分数)NaOH溶液处理前后的SEM照片和FTIR谱可知,NaOH溶液处理后的榆树皮表面粗糙杂乱,木质素和纤维素充分暴露,同时较好地保留了原本的化学结构。通过研究活性焦添加榆树皮生物质黏结剂前后性能的变化,实验结果表明,随着生物质黏结剂添加量增多,活性焦的碘吸附值和抗压强度增大,活性焦的灰分和收率降低。当生物质黏结剂添加量为30%时,碘吸附值较添加前增大440.3 mg/g,抗压强度提高262.9 N,灰分降低5.8%。
  • 关键词

    活性焦生物质黏结剂榆树皮曲面响应法黏度

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金资助项目(51504180);陕煤联合基金资助项目(2019JLM-42);陕西省国际科技合作计划项目(2019KW-049);
  • 文章目录
    0 引 言
    1 实验部分
    1.1 原料
    1.2 实验方法
    1.2.1 黏结剂制备流程
    1.2.2 单因素实验及表征
    1.2.3 活性焦的制备
    2 结果与分析
    2.1 单因素实验结果
    2.1.1 NaOH质量分数对黏结剂黏度的影响
    2.1.2 处理时间对黏结剂黏度的影响
    2.1.3 处理温度对黏结剂黏度的影响
    2.2 Box-Behnken实验结果与分析
    2.2.1 模型建立
    2.2.2 响应曲面方差分析
    2.2.3 响应曲面分析
    2.3 榆树皮生物质用NaOH溶液处理前后结果对比分析
    2.4 榆树皮生物质黏结剂添加量对活性焦性能的影响
    3 结 论
  • 引用格式
    田宇红,白雪茹,李林波,兰新哲,杨荣添.活性焦用生物质黏结剂制备条件优化及其性能研究[J].煤炭转化,2022,45(04):73-81.DOI:10.19726/j.cnki.ebcc.202204009.
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