多级梯度热解-活化耦合工艺对粉煤孔隙演化及半焦品质调控机制-万玉龙

　　

粉煤作为煤炭洗选副产物，其高效转化对资源清洁利用至关重要。本研究针对传统热解工艺焦油产率低、半焦孔隙结构单一等缺陷，创新性提出多级梯度热解-活化耦合工艺，通过三阶段温度（300→600→850℃）与KOH/CO₂协同活化，实现孔隙定向调控与产物品质提升。实验表明，孔隙结构优化半焦比表面积达1235m²/g（较传统工艺提升6倍），微孔（<2nm）与介孔（2-50nm）协同发育，总孔容提升58%；产物提质：焦油产率22.5%（轻质组分占比58%），半焦吸附性能（亚甲基蓝480mg/g）超越商业活性炭；调控机制：响应面模型（R²>0.95）揭示KOH浓度主导微孔发育（贡献率62%），CO₂流速调控介孔占比（64%）；经济环保：活化剂循环利用率85%，废水排放减少70%，投资回收期缩短至3.2年（较传统工艺降33%）。本研究为粉煤高值化利用提供了兼具科学深度与工业化可行性的解决方案。

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