上游资源丰富 下游应用市场持续扩张 我国焦粉产量整体呈上升趋势

应用行业

简介

碳分子筛

碳分子筛是一种具有较为均匀微孔结构的碳质吸附剂，具有与被吸附分子直径相近的楔形狭缝状微孔，能将立体结构大小有差异的分子分离开来。以焦粉为原料制备碳分子筛具有原料来源丰富、价廉、技术成熟、工艺过程比较容易等众多显著特点，是目前已知的焦粉高价值利用方向一。用焦粉制备碳分子筛的适宜条件为碳化温度700℃，恒温时间30min，浸渍时间30min。目前碳分子筛广泛应用气体分离、环境保护、石油工业、化学工业、食品加工、药物精制等领域。

活性炭

活性炭是一种以石墨微晶为基础的无定型结构，包括二维有序的微晶和一维不规则交联六角形空间晶格。石墨微晶厚度约0.9-1.2nm，宽度约2-2.3nm，单位较小，这种结构决定了活性炭具有发达的微孔结构。发达的微孔结构和较高的比表面积的结构，决定了活性炭具有较强的物理吸附能力；同时因为表面存在大量的含氧基团，决定了活性炭具有较强的化学吸附能力。废弃焦粉的活化是活化剂与焦粉颗粒发生氧化还原反应使其形成丰富孔结构的过程。制得的活性炭与煤制活性炭相比具有产品得率高、价格低廉、性能优良等特点，产品可用于净水处理、除味、脱色、吸附等方面，未来应用前景广阔，市场竞争力强。

型焦

型焦是由煤粉、焦粉等型焦用料加压成型煤，再经过氧化、炭化等后处理制成的一种形状规则、块度均匀的新型焦炭。使用焦粉制备气化型焦具有众多优点，如原料来源广泛、配入量大、成本低廉等，相对于焦粉单纯作为燃料燃烧更加清洁高效。

制合成气

焦粉可以通过黏结剂制成型焦，然后再气化为合成气。用于生产发生炉煤气或水煤气的型焦称为气化型焦。

石墨材料

焦粉是一种能石墨化的碳材料，在 2500℃其石墨化度可达90%，焦粉石墨化过程会发生碳原子结构重组，同时大多数杂质元素也能被有效除去，所以焦粉在热处理过程中其碳含量会逐渐增加，同时石墨化程度也在相应增加。

电极材料

刘朗等以焦粉为原料制备了一种低电阻率碳材料，其电阻率为1.5～5.0μΩｍ。这种材料不仅充分发挥了焦粉的性能，而且有效利用了碳资源，同时降低了生产成本。另外，焦粉制备的纳米碳管，可以作为锂离子电池的阳极材料，实验表明其首次放电容量可达224Ah/g，可逆容量达到73.7％，说明焦粉制备的纳米碳材料具有稳定的充放电性能，可以作为优良电极材料的原材料。煤基焦粉是作为制备锂离子电极阳极材料的理想碳源之一，也是实现焦粉高附加值利用的有效途径之一。

催化剂载体

以工业焦粉作为催化剂载体，将活性组分Ni采用等体积浸渍法制备得到含质量分数8%Ni的焦粉负载型Ni催化剂，使用XRD、H2-TPR等手段进行表征，并在固定床反应器上进行活性评价，可以发现焦粉负载型Ni催化剂对CO2重整焦炉煤气有较好的催化活性。另外，实验表明减小空速有利于增加反应停留时间，使得催化剂活性位点与原料气充分接触，进而提高了反应活性；而降低粒径能够较好地消除内扩散效应。