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活性炭的一般制造方法和常见工艺

浏览:321 发表时间:2020-06-20 17:38:48

       本文介绍活性炭制造的一些一般性原则性和通用的常见工艺。

1、化学活化法活性炭的一般性制造方法

     (1)第一步,原料准备

       将含碳原料进行预先处理,处理方法可能包括烘干、去杂、破碎、制粉、甚至预先氧化处理等过程中的一项或多项。

       同时准备符合质量要求的化学药剂,若为直接使用固体药剂时(如使用氢氧化钾、氢氧化钠等),仅需将原料破碎至一定块度即可,若以溶液状态使用时,则需将化学药剂与溶剂(多采用蒸馏水或去离子水)配制成一定浓度的化学溶液,有时不仅要控制溶液的浓度,还要控制溶液的比重甚至电离系数。

    (2)第二步,原料混合

      将含碳原料和化学药剂(固体或溶液状)按比例混合,对于某些原料,混合后可能还要附加一个磨制工序,以使原料更充分地接触以利于后继工序化学反应的进行。

    (3)第三步,加热升温进行水解或氧化、脱氢等化学反应

      通常在400~1000℃温度范围内进行,且多采取惰性气体(多用氮气)保护,或机械方法隔绝空气来进行。有时还会采取程序升温工艺来获得某种特殊功能的活性炭产品。此工序结束后,可获得固定碳含量达80~95%的碳骨架与原料化学药剂的转化物(反应产物)、未反应的化学药剂混合在一起的产物,一般来说,这种混合产物极易燃烧,甚至会发生爆燃,需立刻进入后继工序进行处理以降低这种危险性。

    (4)第四步,浸提,去除活化剂及其反应产物

      上述混合产物冷却后,一般用自来水反复浸洗(有时会在若干次水洗之后加入稀酸来提高活性炭的纯度),以彻底去除活化药剂及其反应产物,获得湿的活性炭产品。

    (5)第五步,后处理过程

      可能的后处理工艺有:烘干、筛选;酸洗提纯;成型加工等。

 2、气体活化法活性炭的一般性制造方法

    (1)原料准备工序

      可能的原料准备工作包括下述工艺方法中的一种或几种:烘干、去杂、破碎、筛选、氧化(化学药剂湿法氧化,或采用空气或富氧空气甚至纯氧进行热氧化处理)、磨粉、风选分级等。

    (2)成型工序

    可能的成型方法有:挤条、滚球、重液成球、压片、压块、压丸、蜂窝成型、纺丝、中空成型等。

    (3)成型物氧化工序

    多采用热空气强制氧化法,目的可能有:消熔胀、破粘、增加活化工序反应性、改性或表面修饰作用等。

    (4)炭化工序

      既可以采取一步炭化法,也可以采取多程(如双程,炭化温度不同)炭化工艺。根据原料和目标产品的不同,炭化温度一般在350~1200℃之间取值。特殊地,如制造沥青微球炭或分子筛活性炭时,还需采取程序升温炭化工艺。

    (5)炭化料的后处理工序

      有时,为了获得某些特殊功能的活性炭产品,炭化料可能会被以下工艺中的一种或几种进一步处理:提纯、添加化学药剂、强制氧化、强制脱氢等。

    (6)活化工序

      炭化料在700~1500℃范围内与活化气体(水蒸汽、二氧化碳、氧气或空气)进行气化反应,部分非晶碳被烧蚀进入气相,从而形成孔隙结构。

    (7)活化料的后处理

      通常的后处理工艺包括:破碎、筛选、磨粉、去杂提纯、二次成型、烘干、分级、包装等。

      需特别指出的是,气体活化法制造活性炭时,上述工序中可能仅会用到几个,如原煤直接破碎炭产品就仅会采用原料准备、炭化、活化、后处理等工序,目前可工业化规模生产的活性炭品种还没有全部采用上述所有工序的先例。


活性炭的一般制造方法和常见工艺

浏览:322 发表时间:2020-06-20 17:38:48

       本文介绍活性炭制造的一些一般性原则性和通用的常见工艺。

1、化学活化法活性炭的一般性制造方法

     (1)第一步,原料准备

       将含碳原料进行预先处理,处理方法可能包括烘干、去杂、破碎、制粉、甚至预先氧化处理等过程中的一项或多项。

       同时准备符合质量要求的化学药剂,若为直接使用固体药剂时(如使用氢氧化钾、氢氧化钠等),仅需将原料破碎至一定块度即可,若以溶液状态使用时,则需将化学药剂与溶剂(多采用蒸馏水或去离子水)配制成一定浓度的化学溶液,有时不仅要控制溶液的浓度,还要控制溶液的比重甚至电离系数。

    (2)第二步,原料混合

      将含碳原料和化学药剂(固体或溶液状)按比例混合,对于某些原料,混合后可能还要附加一个磨制工序,以使原料更充分地接触以利于后继工序化学反应的进行。

    (3)第三步,加热升温进行水解或氧化、脱氢等化学反应

      通常在400~1000℃温度范围内进行,且多采取惰性气体(多用氮气)保护,或机械方法隔绝空气来进行。有时还会采取程序升温工艺来获得某种特殊功能的活性炭产品。此工序结束后,可获得固定碳含量达80~95%的碳骨架与原料化学药剂的转化物(反应产物)、未反应的化学药剂混合在一起的产物,一般来说,这种混合产物极易燃烧,甚至会发生爆燃,需立刻进入后继工序进行处理以降低这种危险性。

    (4)第四步,浸提,去除活化剂及其反应产物

      上述混合产物冷却后,一般用自来水反复浸洗(有时会在若干次水洗之后加入稀酸来提高活性炭的纯度),以彻底去除活化药剂及其反应产物,获得湿的活性炭产品。

    (5)第五步,后处理过程

      可能的后处理工艺有:烘干、筛选;酸洗提纯;成型加工等。

 2、气体活化法活性炭的一般性制造方法

    (1)原料准备工序

      可能的原料准备工作包括下述工艺方法中的一种或几种:烘干、去杂、破碎、筛选、氧化(化学药剂湿法氧化,或采用空气或富氧空气甚至纯氧进行热氧化处理)、磨粉、风选分级等。

    (2)成型工序

    可能的成型方法有:挤条、滚球、重液成球、压片、压块、压丸、蜂窝成型、纺丝、中空成型等。

    (3)成型物氧化工序

    多采用热空气强制氧化法,目的可能有:消熔胀、破粘、增加活化工序反应性、改性或表面修饰作用等。

    (4)炭化工序

      既可以采取一步炭化法,也可以采取多程(如双程,炭化温度不同)炭化工艺。根据原料和目标产品的不同,炭化温度一般在350~1200℃之间取值。特殊地,如制造沥青微球炭或分子筛活性炭时,还需采取程序升温炭化工艺。

    (5)炭化料的后处理工序

      有时,为了获得某些特殊功能的活性炭产品,炭化料可能会被以下工艺中的一种或几种进一步处理:提纯、添加化学药剂、强制氧化、强制脱氢等。

    (6)活化工序

      炭化料在700~1500℃范围内与活化气体(水蒸汽、二氧化碳、氧气或空气)进行气化反应,部分非晶碳被烧蚀进入气相,从而形成孔隙结构。

    (7)活化料的后处理

      通常的后处理工艺包括:破碎、筛选、磨粉、去杂提纯、二次成型、烘干、分级、包装等。

      需特别指出的是,气体活化法制造活性炭时,上述工序中可能仅会用到几个,如原煤直接破碎炭产品就仅会采用原料准备、炭化、活化、后处理等工序,目前可工业化规模生产的活性炭品种还没有全部采用上述所有工序的先例。


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