粉狀活性炭活化與溫度、時間、鋅屑比有關(guān)

關(guān)于木質(zhì)粉狀活性炭的活化工藝，活化是炭化流程后期的一道工序，在此簡單說明一下物料在炭化、活化過程中的變化。在絕對干燥的木屑中大約有61%以上的總纖維素，以適當深度的ZnCl2浸漬后，物料加熱到150～200攝氏度就開始塑化呈黏質(zhì)可塑性物體。物料在受熱過程中，初期木屑被ZnCl2降解呈低分子化，接著催化脫水縮合為不揮發(fā)物。再進一步受熱則成多環(huán)芳構(gòu)化后成為縮聚的炭。這種炭在ZnCl2溶液中不溶解，在適當?shù)臏囟认率軣嵝纬商康膩y層微晶結(jié)構(gòu)。在500攝氏度的活化溫度下，ZnCl2呈熔化狀態(tài)而滲入微孔中，它除了起化學作用外還起到物理填充骨架的作用。在爐內(nèi)活化完成，經(jīng)降溫冷卻后，活化料用稀酸溶解回收ZnCl2，其溶出后在炭內(nèi)保留了形成的微孔結(jié)構(gòu)。此時的成品即為活性炭，其孔隙結(jié)構(gòu)和吸附性能與活化過程中采用的溫度、時間、鋅屑比等存在著十分密切的聯(lián)系。

浩合元粉狀活性炭廠家列舉凈水活性炭的活化工藝

1、粉狀活性炭氣體活化法

      活性炭氣體活化法是把原料炭化以后，用水蒸氣、二氧化碳、空氣、煙道氣等，在600～1 200℃ 下進行活化的方法.它的主要工序為炭化和活化，炭化就是將原料加熱，預先除去其中的揮發(fā)成分，制成適合于下一步活化用的炭化料.炭化過程分為400℃ 以下的一次分解反應，400～700℃ 的氧鍵斷裂反應，700～1 000℃ 的脫氧反應等三個反應階段，原料無論是鏈狀分子物質(zhì)還是芳香族分子物質(zhì)，經(jīng)過上述三個反應階段獲得縮合苯環(huán)平面狀分子而形成三向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的炭化物。炭化物的吸附能力低，這是由于炭中含有一部分碳氫化合物、細孔容積小以及細孔被堵塞等原因所致.活化階段通常由在大約900℃ 下，把炭暴露于氧化性氣體介質(zhì)中，進行處理而構(gòu)成.活化的第一階段，除去被吸附質(zhì)并使被堵塞的細孔開放;進一步活化，使原來的細孔和通路擴大;隨后，由于碳質(zhì)結(jié)構(gòu)反應性能高的部分的選擇性氧化而形成微孔組織。

2、微波加熱法制木質(zhì)粉狀活性炭

      含碳原料在600℃ 以上的溫度下進行預熱處理，與水蒸氣、二氧化碳、含氧氣體或活化產(chǎn)生的氣體接觸，以微波直接加熱，即可完成活化.但由通常活化方法能制得活性炭的煤類、石油類、木質(zhì)類等原料，想用微波加熱到完全活化溫度是不可能的.例如煤、瀝青、木材等原料，若照射微波，最初因水分發(fā)熱，溫度可達100℃ 左右，然后當水分蒸發(fā)完 ，發(fā)熱極小，要升溫到100℃ 以上，或不可能或需很長的時間.

3、活性炭微波加熱蒸汽活化法

      微波加熱蒸汽活化法能使活性炭內(nèi)部表面積顯著擴大.具體過程為：先將原料制成一定粒度和比重，通入水蒸氣充分攪拌，使其均勻濕潤，根據(jù)毛細管現(xiàn)象，植物纖維素原料的各纖維間的微孔中存在著游離水分，從而使原料濕潤膨脹，然后，以這些游離水分為電解質(zhì)，用微波放射，游離水分急劇蒸發(fā)，產(chǎn)生蒸汽壓，從原料內(nèi)部向外爆發(fā)性壓出.如此急劇作用，使纖維間的空間擴大，同時急劇干燥，并產(chǎn)生無數(shù)龜裂，原料的多孔結(jié)構(gòu)更為顯著，內(nèi)部表面積進一步擴大.再連續(xù)干餾炭化，同時通以蒸汽，蒸汽不斷地流到原料的多孔和龜裂的地方，抑制和排除 碳化氫的固著，直至炭化完畢，能很好地保持其多孔結(jié)構(gòu)。

4、藥品活化和氣體活化的配合使用

      氣體活化和藥品活化有時還配合起來使用.對受過藥品活化處理的炭，進一步進行水蒸氣活化，有時能制造出特殊細孔分布的產(chǎn)品，并使幅度很廣的細孔數(shù)增加.用活性炭處理含有會堵塞炭的細孔的那樣物質(zhì)的氣體時，例如，用粒狀活性炭從城市煤氣中吸附除去苯時，活性炭的細孔被城市煤氣中的二烯烴堵塞而迅速老化.為制造這種情況下能使用的活性炭，曾應用過這種配合使用的活化方法.勒吉公司的苯佐爾邦牌活性炭就是有代表性的這類活性炭。

5、連續(xù)炭化活化法

      用比較簡單的流動加熱爐連續(xù)進行炭化和限制氧化活化的活性炭生產(chǎn)方法，并且操作省工、產(chǎn)品質(zhì)量較好.該方法特點是：把含水率調(diào)整到l5% ～30% 的活性炭原料，連續(xù)地送入流動加熱爐，同時由爐底鼓入適量的空氣，使爐內(nèi)進行炭化和限制氧化活化，在原料入爐前到載入爐時，僅向爐內(nèi)送入少量火種，加上從爐的下部鼓入適量空氣，促使原料部分燃燒，以便加熱原料本身.爐內(nèi)溫度和炭化速度靠鼓入空氣量和投料量進行調(diào)整.鼓風除用于原料部分燃燒和加熱外，還用于使炭化過程中的粒子流態(tài)化和連續(xù)不斷進行的活化反應中。

6、流化床一步法制造活性炭

      流化床一步法制造活性炭上是近年來發(fā)展的煤質(zhì)活性炭新工藝.該法將原料篩分后直接送入流化床，在初始流化速度下炭化和活化，活化溫度和活化氣體分布均勻，可有效地活化反應原料.既可處理粉狀原料也可處理粒狀原料，生產(chǎn)工藝還簡單，受到了高度重視.英國國家煤炭局采用該法生產(chǎn)無煙煤活性炭已投入商業(yè)運行.但單段流化床一般適合間歇操作，連續(xù)操作活化不均勻.田崎米四研究表明，流化床段數(shù)的增加，可使連續(xù)操作與間歇操作收到相同的活化產(chǎn)品.但該工藝制造成型活性炭時磨損嚴重，如把粉煤細粒子與成型原料混合活化，磨損可大大減輕，可同時制取粉狀和粒狀活性炭.工藝比加入惰性細粒子簡單，設(shè)備生產(chǎn)能力也大.

7、快速炭化活化法

       研究者認為，利用快速熱解工藝可以生產(chǎn)廉價的活性炭，這種活性炭有良好的吸附性能，使用后不需再生，可直接用作氣化原料.已有的實驗研究結(jié)果表明快速熱解可顯著提高活性炭比表面積，在快速熱解過程中引入高溫水蒸氣介質(zhì)，對活性炭表面結(jié)構(gòu)有顯著影響.邱介山等用落下床輻射爐，以碳酸鉀為催化劑，探討黃縣褐煤在水蒸氣介質(zhì)中催化快速炭化生產(chǎn)活性炭的可能性.結(jié)果表明：實驗中所得活性炭的空隙結(jié)構(gòu)指標和吸附性能指標已達到或接近某些市售活性炭的水平.

8、褐煤半焦壓塊活化工藝

      目前褐煤制活性炭應用較為普遍的是褐煤半焦壓塊活化工藝.這種工藝首先將褐煤炭化，然后將半焦粉碎至0.1mm以下，加入瀝青粘結(jié)劑成型壓塊，粉碎壓塊后加入活化爐活化，經(jīng)篩分或磨細可制得粒狀或粉狀活性炭.澳大利亞和歐洲采用的都是這種工藝.