活性炭可由许多种含炭物质制成,这些物质包括木材、锯屑、煤、焦炭、泥煤、木质素、果核、硬果壳、蔗糖浆粕、骨、褐煤、石油残渣等。其中煤及椰子壳已成为制造活性炭常用的原炓。活性炭的制造基本上分为两过程,保证过程包括脱水及炭化,将原料加热,在170至600℃ 的温度下干燥,并使原有的有机物大约80%炭化。第二过程是使炭化物活化,这是经由用活化剂如水蒸汽与炭反应来完成的,在吸热反应中主要产生由CO及H2组成的混合气体,用以燃烧加热炭化物至适当的温度(800至1000℃),以烧除其中所有可分解的物质,由此产生发达的孔结构及巨大的比表面积,因而具有很强的吸附能力。
活性炭的孔隙按孔径的大小可分为三类。 大 孔:半径 1000 - A。 过渡孔:半径 20 - 1000 A。 孔:半径 - 20 A。
贺德留等发明了磷酸法生产木质无定形颗粒活性炭技术,通过对原料(主要是果壳、果核)的预粉碎、浸泡、浮分及低温下干燥炭化处理,活化后可得具有较高强度和吸附力的产品。结果表明,原料粒度为 20 ~ 40 目有利于活化剂的渗透,相比氯化锌法,提高了无定形炭的强度,且碘值>950 mg/g,B 焦糖色>,相比物理法其生产成本降低了 40%。
化学活化法自成型制备颗粒活性炭,是在碳质原料中加入一定数量的化学药品,进行充分捏合塑化产生焦油等胶黏和增塑性物质,无需另加粘结剂即可成型,经加热炭活化一步完成的制备方法 。制备颗粒活性炭使用的化学药剂主要有 ZnCl2、H3PO4 、KOH、NaOH、H2SO4、CaCl2、K2CO3等。不同的化学活化剂,对原料的活化机理各不相同。
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圆柱形煤质柱状活性炭又称柱状炭,一般由粉状原料和粘结剂经混捏、挤压成型再经炭化、活化等工序制成。也可以用粉状煤质柱状活性炭加粘结剂挤压成型。具有发达的孔隙结构,良好的吸附性能,机械强度高,易反复再生,造价低等特点;用于有毒气体的净化,废气处理,工业和生活用水的净化处理,溶剂回收等方面。
煤质柱状炭的特性:
煤质柱状活性炭是一种多孔性的含碳物质,其高度发达的孔隙结构使它具有庞大的表面积,所以很容易与空气中的有毒有害气体(有害杂质)充分接触,这种高度发达的孔隙结构——毛细管构成了一个强大吸附力场。从而赋予了煤质柱状活性炭所特有的吸附性能。当这些有毒、有害气体(杂质)碰到毛细管时煤质柱状活性炭孔周围强大的吸附力场会立即将有毒、有害气体(杂质)分子吸入孔内,达到净化空气的作用。