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行业知识

木质活性炭的活化工艺有哪些?

作者:宁夏永瑞达炭素有限公司 日期:2020年2月28日

  制造木质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发生质的变化,都是化学变化的过程。

木质活性炭

  1、化学品活化法

  ①氯化锌活化法

  以化学品氯化锌为活化剂。

  将0.4~5.0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℃,成品以酸冼和水洗回收锌盐。有时化学品活化后继续进行水蒸气活化,借以增加木质活性炭的细孔。氯化锌活化的木质活性炭具较多大孔。虽然这是有效和简单的方法,但因锌化合物的环境污染而渐衰。

  ②磷酸活化法

  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。干燥得木质活性炭,一般较氯化锌法的木质活性炭具有更细的细孔。也可釆用磷酸和水蒸气联合活化法。

木质活性炭活化工艺

  ③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,比表而积可高达3000m2/g。

  ④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、五氧化二磷、金属钾、高锰酸钾、金属钠、氧化钠和二氧化硫均可用于木质活性炭活化工艺

木质活性炭

  2、气体活化法

  以水蒸气、二氧化碳或两者的混合气体为活化剂,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木质活性炭。

  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人少量氧气,造成水蒸气、二氧化碳和氧气三种气体同时参与活化。

活性炭

  值得注意:在混合气体中少量的氧会使木质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。