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活性炭科学活化方法

2015/6/16 18:51:34      点击:

活性炭科学活化方法


    

1、活性炭活化方法
制造活性炭的关键工艺是活化。由于所用活化剂的不同,可分为两类方法: 
(1) 用氯化锌或磷酸等化学品为活化剂的化学品活化法; 
(2) 用水蒸气或二氧化碳等为活化剂的气体活化法。 
前者称为化学活化法,后者称为物理活化法。其实两类活化过程都各自民生质的变化,都是化学变化的过程。 
2、活性炭化学品活化法 
(一) 氯化锌活化法 
以化学品氯化锌为活化剂。 
将0.4-0.5份氯化锌浓溶液和1份泥炭或锯屑混合,在转炉中干燥,加热到600-700℃,成品以酸洗和水洗回收锌盐。有时化学品活化后继续进行水蒸气活化,藉以增加海内存知己的细孔。 
氯化锌活化的活性炭具有较多大也。虽然这是有效和简单的方法,但因锌化合物化合物的环境污染而渐衰。 
(二) 磷酸活化法 
3以化学品磷酸为活化剂。 
炭化的或未炭化的含碳物作起始原料。例如将研细的锯屑和磷酸混成浆状,在转炉中干燥,加热到400-600℃。萃取回收磷酸,有时中和后回收磷酸盐。干燥得活性炭,一般较氯化锌法的活性炭具有更细的细孔。 
也可采用磷酸和水蒸气联合活化法。近年磷酸活化法趋向广泛应用,磷酸回收等革新未见发表。 
(三) 氢氧化钾活化法 
以化学品氢氧化钾为活化剂。 
将含碳原料以熔融的无水氢氧化钾处理,激烈的反应产生非常高的多孔性,比表面积可高达3000m2/g。 
(四) 其他化学品活化法 
硫酸、硫化钾、氯化铝、氯化铵、硼酸盐、硼酸、氯化钙、氢氧化钙、氯气、氯化氢、铁盐、镍盐、硝酸、亚硝气、三氧化二磷、金属钾、高锰酸钾、金属钠、氧化钠和二氧化硫均可用于活化。 
3、活性炭气体活化法 
以水蒸气、二氧化碳或两者混合气体为活化剂,将含碳物料和气体在转炉或者沸腾炉内,在800-1000℃高温下进行碳的氧化反应,制成细孔结构发达的活性炭。 
水蒸气、二氧化碳和碳的反应是吸热反应,而氧和碳的反应是很强的放热反应,因此炉内反应温度难以控制,尤其要避免局部过热,防止不均匀活化更难,故氧或空气不宜作为活化剂。有时使用空气和水蒸气的混合气体,用碳的燃烧作为热源。多数情况下用烟道气和水蒸气的混合气体,由于不可避免地会混入少量氯气,造成水蒸气、二氧化碳和氧气三种气体同时参与活化。 
值得注意:在混合气体中少量的氧会使活性炭具有很大的孔隙。氧与碳的作用速度百倍于二氧化碳,而且因钾盐存在而大增,因此含钾的原料在含氧的气体中会剧烈反应,以致发生失控的燃烧而不是活化。 
各种少量化合物,例如碱金属和碱土金属的盐类,几乎全部氯化物、硫酸盐、醋酸盐和碳酸盐,还有大多酸类和氢氧化物,在气体活化中具有催化加速作用。工业上常用的催化剂是氢氧化钾和碳酸钾,用量在0.1%到5%之间。以固态催化剂和含碳物料混合,或以溶液加入,或成型低温炭化。 
如果烟煤中加碱金属盐类活化,那么不单用水蒸气活化,而要用含二氧化碳的混合气体活化。 
4、活性炭活化炉:
   活化炉的型式很多。国外活性炭制造工厂采用的炉型主要有竖炉、转炉和流化床炉等。 
(1) 竖炉:原由几个简单垂直的燃烧室构成,室壁砌以耐火砖。后来改进混料,又设法控制炉内气流的方向、速度和温度。该炉还可用来再生回收炭。 
(2) 转炉:是最通用的卧式活化炉。 
(3) 流化床炉:又称沸腾床炉,是固体粒子补充流体吹成悬浮状态,气固之间传热、传质速率快,但粒子磨损大,以前常以间歇法生产粉炭,现已民展成连续生产,并能制成而磨的粒炭。