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产品名称: 活性碳制造

发布日期: 2019-05-10

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活性炭制造工艺流程简介

活性炭是对一系列具有高孔隙率碳质材料的通用性称谓,它无法采用结构式进行描述,也不能进行化学式量分析。活性炭的孔容积一般被定义为高于0.2mL/g,且其内表面积一般大于400m2/g(采用氮吸附BET法进行检测)。活性炭的孔隙宽度变化范围从3Å(埃米)到几千Å,其孔隙在传统上一般按照直径进行分类:大孔(500到20000Å)、过渡孔(中孔,100到500Å)、微孔(8到100Å)。从横截面角度观察,孔隙的形状表现为圆筒状或矩形,但同时还存在有各种不规则的、如“束颈型”或“瓶颈型”孔隙。活性炭的品种及分类方法目前尚未统一,但较为常用的、被广泛采纳的命名有:煤基活性炭、木质活性炭、果壳/核活性炭、合成原料基活性炭等。下图是几种活性炭产品的实际照片:

   

圆柱状活性炭       圆柱状模压成型料           杏核壳活性炭     煤基压块成型破碎活性炭

                     中空型活性炭过滤芯材           活性炭纤维

1-1 各类活性炭产品的照片实例

 

可选用任何一种含碳原材料来制造活性炭,这些原料涉及各种等级的煤炭(泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤)、椰壳、桃核及杏核、废轮胎、木材、锯末、石油基重油、纤维素、稻壳、玉米穗轴、糖、骨头等。为了降低制造成本,只有那些可利用量大、能够相对大规模投入制造过程的原材料才是活性炭制造的常用原料品种。在西方发达国家,近30年内涉足活性炭制造的企业均集中使用煤炭(大部分选用褐煤、烟煤和无烟煤)作原料;而在发展中国家,新建企业则大多选用椰壳炭化料为制造原料。

活性炭重要的物理性质包括:孔隙数量及尺寸分布、堆积密度、干基抗冲击硬度、湿基抗磨损性能、以及颗粒尺寸分布等。从化学性能角度进行比较时,可根据以下指标对活性炭产品进行分类:从气相中吸附各种指定物质(如苯、四氯化碳、氮等)的能力,以及从液相中吸附各种指定物质(如碘、糖蜜、苯酚、亚甲基兰、丹宁等)的能力。

    活性炭的制造过程涉及从原材料中脱除挥发性物质的工序,而最终产品的经济性指标一方面与原料的价格、可获得性、原料质量相关,另一方面与原料的挥发物含量相关,所以原料的挥发分含量很重要。例如,烟煤和无烟煤的优势之一就在于它们的挥发分含量相当低,故而产品的得率较高。

虽然各种制造工艺的概要性知识已众所周知,但制造的细节性知识仍被制造商视为不传之秘而严格地加以保护。一般均采用以下两种通用性工艺来制造活性炭产品:一为湿基-化学工艺(大都是单工序加工过程),一为物理或称高温气体法工艺(有两个重要的工序阶段)。化学法采用化学药品来完成活化,而高温加工法则采用气体(通常是二氧化碳和空气)、蒸气(蒸汽)、或气体与蒸汽的混合物来进行活化加工。以下是几种典型的活性炭产品制造工艺流程图:

 

          木屑基粉状活性炭制造工艺流程示意图     果核/壳基活性炭产品制造工艺流程示意图                                 

                          煤基活性炭制造工艺流程示意图

1-2 常见的不同原料活性炭产品制造工艺流程示意图

 

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