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神华活性炭厂家讲解活性炭物理活化和超临界水活化

发布时间:2018-05-24 20:05:03 浏览

  今天,我们神华活性炭厂的活性炭制备专家为大家讲解活性炭生产工艺中物理活化和临界水活化有何区别。

        物理活化法是指用气体活化剂活化经炭化的半成品炭化料制备活性炭的方法。一般用水蒸气、二氧化碳、空气、烟道气等作活化剂,在600~1200C下对炭化物进行部分氧化,以产生多孔结构。在活化过程中,工艺参数的选择与控制对柱状活性炭孔结构的影响很大。活化工艺参数包括温度,时间、活化气体组成(反应性、分子尺寸)和分压以及催化剂种类等。较低的活化温度可以得到孔径均匀的活性炭。活化时间对孔隙结构的发展影响很大,烧失率不高于10%情况下,空际中的焦油物质和无序炭首先被除去,烧失率在50%以下时,得到以微孔为主的活性炭;烧失率在75%以上时,得到以大孔为主的活性炭;烧失率在50%-75%之间时,是大孔和微孔的混合结构。煤基颗粒活化基本方法采用氧化气体(蒸气,二氧化碳,氧气)在高温下进行。在活化过程,碳和氧化剂反应,所产生的二氧化碳从碳表面扩散,由于颗粒部分气化,在颗粒内部形成多孔结构。炭化产物结构系由类似于无环型键的石墨键的微晶系统组成的空间聚合物。相邻微晶之间空间构成炭的主要孔隙结构。炭化颗粒的孔通常由沥青分解产物填充并由无定形炭阻堵。这种无定形炭在初始氧化阶段,反应并打开闭孔,从而形成新孔。在进一步氧化过程, 基本微晶炭被烧掉,产生扩孔,深度氧化,由于相邻孔壁烧穿导致微孔总体积降低,接着材料吸附和力学性能下降。碳氧化是个复杂的非均相过程,一般认为,由于二氧化碳分子的直径大于水分子的,其在炭颗粒孔道内的扩散比较困难,扩散速度慢,与微孔的接触受到限制,因而,在给定的活化温度下,水蒸气的活化反应速率高于二氧化碳。然而,Kuhl在900~1100C温度下,对焦炭进行活化表明,水蒸气活化制得活性炭的BET比表面积比二氧化碳的高; Ryu研究指出,与水蒸气活化相比,用二氧化碳活化炭纤维可得到较大的微孔体积和较小的微孔直径。氧化过程速率受到初始含碳材料对氧化剂反应性的限制,材料反应性愈大,过程的z适宜温度愈低。

活性炭生产过程中的活化工艺

  当挥发分高时,活化得率正比于活化剂的反应性。但是,如果反应性太高,例如在黏结媒情况,活化程度可能降低。初始产物的反应性很大程度上和大孔的存在有关。

  活化过程中,炭化料质量明显降低,孔隙率增加,此时,可通过测定装填密度,用重量法来估计炭孔隙度的增加。

  在制备具有各种性质活性炭的过程中,可以通过控制原材料、活化工艺、活化时间和条件来实现。但是,活性炭的z终性能取决于很多因素。孔的总体积和孔体积分布主要取决于所使用原料的性质和活化过程参数。

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