粉狀活性炭活化與溫度、時間、鋅屑比有關

關于木質(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層微晶結構。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構。此時的成品即為活性炭，其孔隙結構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)狀結構的炭化物。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)結構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?；罨椒苤频没钚蕴康拿侯?、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，原料的多孔結構更為顯著，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構。

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)，對活性炭表面結構有顯著影響.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.結果表明：實驗中所得活性炭的空隙結構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.