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    活性炭的活化工藝有哪些?
    發布時間:2020-12-11 瀏覽:

    制造活性炭的關鍵工藝是活化,由于所用活化劑的不同,可分為兩類方法:

    (1)用氯化鋅或磷酸等化學品為活化劑的化學品活化法;

    (2)用水蒸氣或二氧化碳等為活化劑的氣體活化法。

    前者稱為化學活化法,后者稱為物理活化法。其實兩類活化過程都各自發生質的變化,都是化學變化的過程。

    1、化學品活化法

    (1)氯化鋅活化法

    以化學品氯化鋅為活化劑。

    將0.4-5.0份氯化鋅濃溶液和1份泥炭或鋸屑混合,在轉爐中干燥,加熱到600-700℃,成品以酸洗和水洗回收鋅鹽。有時化學品活化后繼續進行水蒸氣活化,藉以增加活性炭的細孔。

    氯化鋅活化的活性炭具較多大孔。雖然這是有效和簡單的方法,但因鋅化合物的環境污染而漸衰。

    (2)磷酸活化法

    以化學品磷酸為活化劑。

    炭化的或未炭化的含碳物作起始原料。例如將研細的鋸屑和磷酸混成漿狀,在轉爐中干燥,加熱到400-600℃。萃取回收磷酸,有時中和后回收磷酸鹽。干燥得活性炭,一般較氯化鋅法的活性炭具有更細的細孔。也可采用磷酸和水蒸氣聯合活化法。近年磷酸活化法趨向廣泛應用,磷酸回收等革新未見發表。

    (3)氫氧化鉀活化法

    以化學品氫氧化鉀為活化劑。

    將含碳原料以熔融的無水氫氧化鉀處理,激烈的反應產生非常高的多孔性,比表面積可高達3000m2/g。

    (4)其他化學品活化法

    硫酸、硫化鉀、氯化鋁、氯化銨、硼酸鹽、硼酸、氯化鈣、氫氧化鈣、氯氣、氯化氫、鐵鹽、鎳鹽、硝酸、亞硝氣、五氧化二磷、金屬鉀、高錳酸鉀、金屬鈉、氧化鈉和二氧化硫均可用于活化。

    2、氣體活化法

    以水蒸氣、二氧化碳或兩者的混合氣體為活化劑,將含碳物料和氣體在轉爐或者沸騰爐內,在800-1000℃高溫下進行碳的氧化反應,制成細孔結構發達的活性炭。

    水蒸氣、二氧化碳和碳的反應是吸熱反應,而氧和碳的反應是很強的放熱反應,因此爐內反應溫度難以控制,尤其要避免局部過熱,防止不均勻活化更難,故氧或空氣不宜作為活化劑。有時使用空氣和水蒸氣的混合氣體,用碳的燃燒作為熱源。多數情況下用煙道氣和水蒸氣的混合氣體,由于不可避免地會混入少量氧氣,造成水蒸氣、二氧化碳和氧氣三種氣體同時參與活化。

    值得注意:在混合氣體中少量的氧會使活性炭具有很大的孔隙。氧與碳的作用速度百倍于二氧化碳,而且因鉀鹽存在而大增,因此含鉀的原料在含氧的氣體中會劇烈反應,以致發生失控的燃燒而不是活化。

    各種少量化合物,例如堿金屬和堿土金屬的鹽類,幾乎全部氯化物、硫酸鹽、醋酸鹽和碳酸鹽,還有大多酸類和氫氧化物,在氣體活化中具有催化加速作用。工業上常用的催化劑是氫氧化鉀和碳酸鉀,用量在0.1%到5%之間。以固態催化劑和含碳物料混合,或以溶液加入,或成型低溫炭化。

    如果煙煤中加堿金屬鹽類活化,那么不單用水蒸氣活化,而要用含二氧化碳的混合氣體活化。

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