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產品名稱: 活性碳制造

發布日期: 2019-05-10

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活性炭制造工藝流程簡介

活性炭是對一系列具有高孔隙率碳質材料的通用性稱謂,它無法采用結構式進行描述,也不能進行化學式量分析?;钚蕴康目兹莘e一般被定義為高于0.2mL/g,且其內表面積一般大于400m2/g(采用氮吸附BET法進行檢測)?;钚蕴康目紫秾挾茸兓秶鷱??(埃米)到幾千?,其孔隙在傳統上一般按照直徑進行分類:大孔(500到20000?)、過渡孔(中孔,100到500?)、微孔(8到100?)。從橫截面角度觀察,孔隙的形狀表現為圓筒狀或矩形,但同時還存在有各種不規則的、如“束頸型”或“瓶頸型”孔隙?;钚蕴康钠贩N及分類方法目前尚未統一,但較為常用的、被廣泛采納的命名有:煤基活性炭、木質活性炭、果殼/核活性炭、合成原料基活性炭等。下圖是幾種活性炭產品的實際照片:

   

圓柱狀活性炭       圓柱狀模壓成型料           杏核殼活性炭     煤基壓塊成型破碎活性炭

                     中空型活性炭過濾芯材           活性炭纖維

1-1 各類活性炭產品的照片實例

 

可選用任何一種含碳原材料來制造活性炭,這些原料涉及各種等級的煤炭(泥炭、褐煤、煙煤、無煙煤)、椰殼、桃核及杏核、廢輪胎、木材、鋸末、石油基重油、纖維素、稻殼、玉米穗軸、糖、骨頭等。為了降低制造成本,只有那些可利用量大、能夠相對大規模投入制造過程的原材料才是活性炭制造的常用原料品種。在西方發達國家,近30年內涉足活性炭制造的企業均集中使用煤炭(大部分選用褐煤、煙煤和無煙煤)作原料;而在發展中國家,新建企業則大多選用椰殼炭化料為制造原料。

活性炭重要的物理性質包括:孔隙數量及尺寸分布、堆積密度、干基抗沖擊硬度、濕基抗磨損性能、以及顆粒尺寸分布等。從化學性能角度進行比較時,可根據以下指標對活性炭產品進行分類:從氣相中吸附各種指定物質(如苯、四氯化碳、氮等)的能力,以及從液相中吸附各種指定物質(如碘、糖蜜、苯酚、亞甲基蘭、丹寧等)的能力。

    活性炭的制造過程涉及從原材料中脫除揮發性物質的工序,而最終產品的經濟性指標一方面與原料的價格、可獲得性、原料質量相關,另一方面與原料的揮發物含量相關,所以原料的揮發分含量很重要。例如,煙煤和無煙煤的優勢之一就在于它們的揮發分含量相當低,故而產品的得率較高。

雖然各種制造工藝的概要性知識已眾所周知,但制造的細節性知識仍被制造商視為不傳之秘而嚴格地加以保護。一般均采用以下兩種通用性工藝來制造活性炭產品:一為濕基-化學工藝(大都是單工序加工過程),一為物理或稱高溫氣體法工藝(有兩個重要的工序階段)?;瘜W法采用化學藥品來完成活化,而高溫加工法則采用氣體(通常是二氧化碳和空氣)、蒸氣(蒸汽)、或氣體與蒸汽的混合物來進行活化加工。以下是幾種典型的活性炭產品制造工藝流程圖:

 

          木屑基粉狀活性炭制造工藝流程示意圖     果核/殼基活性炭產品制造工藝流程示意圖                                 

                          煤基活性炭制造工藝流程示意圖

1-2 常見的不同原料活性炭產品制造工藝流程示意圖

 

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