C+2H2O=CO2+2H2-19.0kCal 

　　碳与水蒸气的反应受氢气存在的妨碍，但不受一氧化碳存在的影响。如将褐煤半焦通过
高压水热法进行活化，制备出脱除

SO2 的活性半焦样品。在工厂侧流放大试验装置上进行

了

1O 次循环脱硫／再生性能考核。结果表明，该制备工艺可行，在工业上具有较高的脱除

SO2 性能。当脱硫率

≥50%时，累计硫容平均值为 12%。 

　　

2.2 氧气活化 

　　在碳与氧气的反应中生成一氧化碳和二氧化碳，两个都是放热反应。反应式如下：

 

　　

C+O2=CO2+94.0kCal 

　　

2C+O2=2CO+26.6kCal 

　　单独使用氧气（空气）作为活化剂有很多困难，因为反应时放热，导致在反应炉中无
法控制合适的温度。此外，很难避免局部过热，不容易得到均匀活化的产品。但可以采用水
蒸气活化和氧气活化相结合的方法避免以上的弊端。对褐煤半焦进行水蒸气活化和高温氧化
活化改性，然后进行烟气脱硫性能的研究。结果表明，改性的半焦是理想的烟气脱硫吸附剂，
其脱硫能力比未处理半焦及水蒸气活化半焦强，改性后半焦氧含量增加，表面碱性基团增
加，表面酸性基团减少，高温氧化改性半焦的比表面积有所增加。

 

　　

2.3 碱活化 

　　采用氢氧化钠、氢氧化钾等碱类物质，按照原料炭材质量的

2～10 倍的比例加入到原料

中，再加热活化，能得到比表面积高达

1000～4000m2/g 的活性炭。原料主要是煤、石油焦炭

有时也用纤维、塑料等高分子物质的炭化产物。根据透射电子显微镜对高比表面积活性炭进
行表征的结果

:活性炭内有数层扭曲的带状石墨所形成的笼状孔隙，大小有几纳米，孔口部

位狭窄。

 

　　采用

KOH 和 H2O 共同活化石油焦制得高比表面积活性炭:将一定量 KOH 浸渍后的石

油焦活化，活化温度

800

℃时通入水蒸气，同时载气氮气流速保持不变，获得多孔炭的比

表面积高达

2500～3000m2/g。 

　　图

1 以石油焦为原料，采用碱熔活化法合成具有超高比表面的超级活性炭，提出了两

段活化反应机理：即中温径向活化机理和高温横向活化机理，发现

K2O、-O-K+及-CO2-K+

是径向活化为主的中温活化段的活化剂活性组分，而处于熔融状态的

K+O-、K+则是横向活

化为主的高温活化段的催化活性组分，并发现径向活化是超级活性炭形成发达微孔分布的
主要途径，也是控制超级活性炭微孔分布的主要手段，而高温横向活化机理是导致超级活
性炭形成大孔的主要途径。

 

　　图

1 活化模式图 

　　

2.4 硝酸活化 

　　图

2 半焦和活性半焦脱除二氧化硫图 

　　硝酸具有浸蚀溶解一部分原料的作用。硝酸活化所生成的碳的基本微晶比较小，可以促
进多孔性结构的发展。在硝酸质量分数分别为

25%、45%和 65%条件下改性褐煤半焦，制备

出了烟气二氧化硫吸附剂，并在固定床反应装置上模拟烟气组成进行了脱硫活性测试。图

2

所示，结果表明：随着硝酸对褐煤半焦的改性，制备的改性半焦烟气脱硫剂脱硫活性有所
提高；硝酸处理造成半焦挥发分即含氧基团和含氮基团增加，导致表面酸性上升；改性半
焦表面积和孔容的增加是二氧化硫脱除硫容提高的主要原因。

 

　　以经济廉价的煤制气副产褐煤半焦为原料

,采用硝酸活化、水热活化和浸渍活性组分等

改性方法，制备了改性半焦脱硫剂。结果表明，经过活化后的半焦制备的脱硫剂的脱硫能力
明显优于未经处理的半焦制备的脱硫剂。

 

　　

 3.结语 

　　半焦的比表面积远远低于活性炭，但因其未热解完全，内部含有较多的氢和氧，具有