活性炭是怎样生产的

Question

如题所述

Answer 1

1 原料选择

按原理来说，所有的煤炭都可以生产制作成活性炭。但因不同的煤质生产的出来的活性炭品质有很大差异，为了更好的适应市场和让资源得到合理的利用，目前国内煤质活性炭的生产原料，主要采用山西大同地区的弱粘结性烟煤和宁夏的太西无烟煤。

此外，新疆烟煤也适宜制作活性炭。近几年受新疆地区煤层开发和经济发展的影响，现在采用新疆烟煤生产活性炭的厂家也越来越多。另外陕西神木地区也有部分企业使用当地烟煤生产活性炭，但活化出来的产品吸附值普遍较低，碘吸附值主要在400-700mg/g（国标87标）。

2 炭化活化工段

“活性炭是一种含碳材料经过炭化、活化处理后的炭质吸附剂”，据此句定义可知生产活性炭有两个必备的工段，就是炭化和活化。

炭化是活性炭制造过程中的主要热处理工艺之一，常采用的设备主要有流态化炉、回转炉和立式炭化炉。

煤质活性炭通常炭化的温度在350-600℃。在炭化过程中大部分非碳元素——氢和氧因原料的高温分解首先以气体形式被排除，排除了原料中的挥发分和水分，而获释的元素碳原子则组合成通称为基本石墨微晶的有序结晶生成物，使得炭颗粒形成了初步孔隙，具备了活性炭原始形态的结构。原料经过炭化之后，我们称之为炭化料，炭化料已经具备了一定的吸附能力，但吸附能力极低，经检测一般炭化料碘吸附值只有200mg/g左右。

活化方法根据活化剂的不同分为物理活化法（也称气体活化法）和化学活化法。

煤质活性炭常用的活化方法是物理活化法，以水蒸气、烟道气（水蒸气、CO2、N2等的混合气）、CO2或空气等作为活化气体、在800-1000℃的高温下与炭化料接触进行活化（实际生产过程中最常使用烟道气）。

活化过程通过开放原来闭塞的孔隙、扩大原有孔隙和形成新的孔隙三个阶段达到造孔的目的。活化主要是通过活化炉设备进行活化反应造孔，当下主流有斯列普炉（SLEP）、斯克特炉（STK）、耙式炉、回转炉，目前在国内斯列普炉是使用最多的气体活化法炉型。

3 成品工段

成品工段主要是根据应用需要制作成粒度不同的产品，对于颗粒炭，主要有破碎、筛分和包装三个过程。

破碎设备通常是采用双辊式破碎机，通过调节双辊之间的间隙大小，控制产品的粒度大小，以提高合格粒度筛分的得率。

筛分设备通常采用振动筛，将破碎后的物料筛分成粒度较大、合格和粒度较小的三种。在实际生产过程中往往会在振动筛上加多层筛网筛出几种粒度范围内的产品，最后将粒度合格的产品进行包装销售。工业应用中通常采用500kg/包和25kg/包的方式进行包装。另外在生产过程中，对于特殊用途的产品也会用去石机和除铁机以降低产品的灰分。

对于粉末活性炭，主要是通过磨粉和包装两个过程。磨粉现在基本上大多工厂都是采用雷蒙磨设备生产，通过调节磨机的分析器可以生产出粒度为200目和325目的成品粉炭。

4 深处理工段

针对某些特殊用途的产品，会将成品炭再进行酸洗、碱洗、水洗等深加工处理。

其中酸洗的目的主要为了降低活性炭的灰分，避免活性炭在使用过程中造成二次污染，以便能够在食品或其他行业得到更好的应用。还有些应用领域中会要求活性炭浸渍药剂以达到更好吸附的作用。

Answer 2

活性炭主要采用两种活化手段，一种是化学法，一种是物理法。化学法是用氯化锌或磷酸等化学品为活化剂，针对的原料主要为木屑；物理法是选用水蒸气或二氧化碳等为活化剂，针对的原料为煤、木材、果壳等。�0�2活性炭必须在炭的基础上经过造孔活化的,活性炭的生产分炭化和活化两步,目前有物理法活化和化学法活化这两种方法,不同的方法生产出来的活性炭的孔径大小,比表面积都不一样,因此要选好的专业的活性炭公司才能生产出好的活性炭.本回答被提问者采纳

Answer 3

选用优质椰壳或者无烟煤为原料，采用先进设备，经炭化、活化、精选、破碎、筛分、酸洗、干燥等工艺精制而成。产品具有极其发达的微孔结构，比表面积大，吸附能力强，机械强度高，粒度分布均匀合理，产品质量稳定。

Answer 4

煤质活性炭通常炭化的温度在350-600℃。在炭化过程中大部分非碳元素——氢和氧因原料的高温分解首先以气体形式被排除，排除了原料中的挥发分和水分，而获释的元素碳原子则组合成通称为基本石墨微晶的有序结晶生成物，使得炭颗粒形成了初步孔隙，具备了活性炭原始形态的结构。原料经过炭化之后，我们称之为炭化料，炭化料已经具备了一定的吸附能力，但吸附能力极低，经检测一般炭化料碘吸附值只有200mg/g左右。
活化方法根据活化剂的不同分为物理活化法（也称气体活化法）和化学活化法。

Answer 5

第一步：原料预处理

活性炭原料的预处理包括脱灰和预氧化。活性炭生产原料为木质、煤质等天然产物，均含有一定量的杂质，如Si、Al、Ca、Mg等元素，这些成分在活性炭制备过程中有极敏感的阻止微孔形成的作用通过对原料脱灰预处理，能显著提高活性炭性能。原料预氧化处理一般有干和湿两种方法干法为在一定加热条件下，用空气、氧气等气体作为氧化剂，湿法则常用硝酸、硫酸等作氧化剂。研究表明，氧化预处理可获得煤质活性炭比表面积3 000m2/g,碘吸附值1 500mg/g,亚甲基蓝吸附值300 mg/g,苯酚吸附值250 m g/g的性能，对于木质活性炭的亚甲基蓝吸附值可达到760 mg/g。

第二步：使用催化活化剂

当利用物理活化法制备超级活性炭时，添加催化剂进行催化活化可成倍提高反应速率，降低活化温度，并且孔径分布集中。例如，国内专利以采用钙催化物理活化法，C-H2O反应活化能从185 kJ/mol降低到164～169 kJ/mol，孔径集中于5～10 nm。 活性炭厂家指出，日本专利采用过渡金属元素作催化剂，不仅减少了反应时间，而且获得比表面积达到2 500～3 000m2/g的超级活性炭，有代表性的过渡金属化合物有Fe2 (NO3)3、Fe(OH)3、FePO4、FeBr3、Fe2O3等。但过快的反应速度可能会使微孔壁面被烧穿，破坏微孔结构。
第三步：使用模板
在无机物模板内很小空间(纳米级)中引入有机聚合物并使其炭化，然后用强酸将模板溶掉后即可制得与无机物模板的空间结构相似的多孔炭材料，该方法可制得孔径分布窄、选择吸附性高的中孔活性炭。美国、日本有利用硅凝胶微粒(75～147μm,比表面积470m2,孔径4.7 nm)作为模板,制成比表面积1 100～2 000m2/g,孔径为1～10 nm,并集中在2 nm的窄孔径分布的活性炭材料。利用模板法制备活性炭的优点是可以通过改变模板的方法控制活性炭的孔分布，但该方法的缺点是制备工艺复杂需用酸去掉模板，使成本提高。