茌平耐水活性炭

来源：临朐海源活性炭厂 时间：2024-05-17 14:00:07 [举报]

活性炭再生原理简述
活性炭的吸附过程就是活性炭与吸附质之间的相互作用而形成一定的吸附平衡关系，而活性炭的再生就是采取各种办法破坏原有平衡条件，从而使吸附质从活性炭中离去。主要方式有:①改变吸附质的化学性质，降低吸附质与活性炭表面的亲和力;②用对吸附质亲和力更强的溶剂萃取;③用对活性炭亲和力强于吸附质且相对更易脱除的物质将吸附质置换出来，然后将置换物质脱附，从而使活性炭再生;④用外部加热、升高温度的办法改变平衡条件使吸附质脱除;⑤降低溶剂中溶质浓度(或压力)使吸附质脱附;⑥使吸附物(有机物)分解或氧化而除去。针对可逆气相吸附，通常采用的方法是通入120℃以上的加热蒸气使吸附

流化床活化法流化床是将体原料置于以较高速度流动的气体中，使固体颗粒悬浮于流体中，类似于流体状态的操作装置。由于在其内固体颗粒状如沸腾液体，因此也称为沸腾床。因为固体流态化之后气固之间可充分接触，因此十分利于活化反应的充分进行，也能有效地缩短活化时间，所得到的产品质量也较好。在活性炭生产中，流化介质为水蒸气或烟道气，原料一般是木屑炭化料、果壳炭、煤等。由于需要能够被一定流速的气流吹起，因此原料粒径通常要求小于3mm。按照床的结构可分为单层床式、多层床式和多管床式，其中单床式和多管式应用相对较为广泛，其结构分别如图3-13和图3-14所示，
流化床的基础理论与实际应用都有广泛的研究。例如有研究表明流化床良

混合气体活化法
在活性炭的实际生产过程中常使用的活化气体是以CO2、HO和O,为主要成分的烟道气。H:O与碳的吸热反应可有效防止碳与O:反应时温度急膜升高而产生局部过热的现象，反过来碳与0:的反应又可以维持活化温度，因此只要混合气体里各成分比例合适，便可以有效地稳定活化温度，使活化反应均匀进行。此外也有观点认为原料中含有不同的活化位点，这些活化位点对于不同的活化气体的反应活性也不一样，有的更易与水蒸气反应，有的更易与 CO:反应，因此采用混合气体更有利于制备活性炭。但值得注意的是有研究表明原料中若钾含量较高则会在含氧的混合气体中发生剧烈的燃烧反应而不是活化，这是因为包括钾在内的一些金属化合物对于气体活化有催化加速作用。
超临界活化法
超临界水是指气压和温度达到一定值时，因高温而膨胀的水的密度和因高压而被压缩的水蒸气的密度正好相同时的水。此时液态水和气态水没有区别，完全交融在一起，成为一种新的呈现高压高温状态的液体。超临界水具有很强的反应活性和广泛的融合能力。西班牙学者Salvador等用超临界状态水(T。374℃，p.=22.1MPa)取代水蒸气对木炭、煤、果壳等原料进行了活化处理，发现超临界水的活化效果优于水蒸气，例如反应速率提升，活化更均匀[4)。然而超临界水与碳反应的动力学、反应选择性及造孔机理等到目前为止均未有深入的研究，蔡琼等以酚醛树脂为原料，对比了超临界水和水蒸气活化效果，实验结果表明超临界水活化利于中孔的大量形成，而水蒸气则利于微

活性炭制备技术
烧结封团、导致活性炭的各种性能开始下降、活化时间选择在1b较好。 Ahoed 等通过氯化锌活化枣核制备了活性炭、结果表明、当活化时间由6h增加至3.5h时，得丰由43%降低至29%，在初的1.25h内降低得快、并在此时达到了大碘吸附值837.54mg/g、且在前1.25h内是有利于中孔增加的、随着活化时间的增加、中孔开始塌陷变为大孔，
活性炭的应用领域十分广泛、在应用过程中发挥作用的主要是孔结构和表而官能团、所以根据市场的需求有很多科研人员开始关注组合活化法，包括物理化学法、化学 化学法、微波-化学法等。
一、物理-化学活化法
物理化学活化法是结合物理法(CO:、水蒸气法等)与化学法(磷酸、氯化锌、氢氧化钾法等)制备活性炭的一种方法、此类活性炭具有特孔结构和表面官能团。Dolas等?)采用开心果壳与氯化锌前期浸清后，通过后续的高温CO=活化法制备了BET比表面积为3256m²/g、孔容积为1.36cm'/g的活性炭，而采用氯化钠溶液浸清的开心果壳采用高温CO:活化制备了 BET比表面积为3895m/g、孔容积为1.86cm’/g的活性炭。Arami Niya等()采用油棕榈壳为原料，先采用少量氯化锌或磷酸法活化制备具备初期窄微孔的活性炭、然后采用高温CO:活化制备了甲烷吸附用活性炭，此方法可以使得活性炭的孔结构均匀化分布、有利于甲烷的存储。
二、化学-化学活化法
化学-化学法是指结合两种不同的化学活化剂进行活化制备活性炭的方法。 Heidari等()采用赤桉木为原料，先使用磷酸或氯化锌活化制备早期活性炭、然后采用氢氧化钾法进行二次化学活化、制备了具有较高微孔含量(98%)的 CO;存储用活性炭。
三、微波-化学活化法
微波-化学法是指以微波加热的方式来提供化学法(磷酸、氧化锌、氯氧化钾等)活化所需热量来制备活性炭的方法，微波加热相比传统加热方式的优点是可以大幅度缩短活化时间，可以控制在10min左右，Lu等“)以竹子为原料，采用微波加热磷酸活化法制备了比表面积为1432m/g、孔容积为
0.696cm'/g的活性炭产品、得率可达47.8%，Hesas等通过微波氧化锌

活性炭活化温度的影响
活化温度是指活性炭活化时活化料的高温度，是活性炭孔性能的重要影响因素之一。采用氯化锌法活化橡子壳制备活性炭发现，在活化温度分别为300℃、400℃、500℃和600℃时，得到活性炭的比表面积分别为98㎡801m²/g、988m²/g和1289m²/g。Sayg山等[34]采用葡萄工业加工剩余物为原料，以氯化锌活化法制备了活性炭，研究表明活化温度由400℃升到600元比表面积SBET、总孔隙体积Vr、中间层次的孔隙体积Vmes、平均孔径D,别由819.40m²/g增加至1455m/g，0.556cm3/g增加至2.318cm/g.74.645增加至94.61%，2.71nm增加至6.81nm，但微孔容积Vme由25.36%降低至
5.39%。由以上分析可知，氯化锌法活性炭制备的较佳温度为600℃，过高的话化温度会导致已经生成的孔塌陷，且氯化锌的挥发量也会增加，不仅造成活就剂的浪费，生成成本提高，还导致严重的环境污染问题。
活化时间的影响
活化时间是指一定的活化温度下的保温时间，是活性炭质量的重要影响素之一。Saygh等[35]采用番茄工业加工剩余物为原料，以氯化锌活化法制备了活性炭，研究表明活化时间由0.5h升到1h，SBET、VT、V、D,分融522m²/g增加至1093m²/g，0.662cm/g增加至1.569cm/g.71%增加至92%，5.02nm 增加至5.92nm，但随着活化时间的延长，由于已生成孔
1活性炭原料的影响
(1)木屑树种的影响 实验证明，活性炭的吸附性能与木屑树种有密切的关系，多数情况下，认为杉木屑较松木屑好，松木屑较硬杂木屑好，软杂木屑较硬杂木屑好，材质硬的木屑会影响氯化锌溶液的渗透速度。但通过选择适当的生产条件，采用混合木屑作原料，也可以克服由原料所引起的不利影响，生产出合格的活性炭。
(2)木屑含水率的影响木屑含水率对炭活化过程没有直接影响，但会影响氯化锌溶液的渗透速度，因而影响氯化锌溶液浸渍的时间。对连续浸渍或混合过程尤为重要。含水率高(在纤维饱和点以上)的木屑不仅会降低氯化锌溶液的渗透速度，而且要降低氯化锌溶液浓度，从而影响炭活化效果。因此，当木屑含水率超过30%时，浸渍时间要求在8h以上，当木屑含水率在纤维饱和点以下时，氯化锌溶液的渗透速度要快一些。木屑含水率在15%以下时，混合时间短(15min)。木屑含水率还影响其对氯化锌溶液的吸收量。例如，生产颗粒活性炭，吸收一定数量的浓度较低的氯化锌溶液，因此要求木屑含水率不超过 5%。当生产糖用活性炭时，吸收足够数量的高浓度的氯化锌溶液，如果木屑含水率过高，就会降低氯化锌溶液的浓度，从而影响锌屑比，终影响活性炭的孔径分布。

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