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煤质柱状活性炭——前景

2019-12-09 00:00:00    来源:    点击:137    喜欢:0

      柱状活性炭应该前景及为广阔,可替代现有的煤质活性炭,特别是在气相吸附,溶剂回收,催化剂载体,气体分离等高要求领域优势明显,随着国家能能源的重视,煤资源的整合,资源税的开征,煤质炭的成本在不断上升,而高性能木质柱状活性炭则采用林产化工“三剩物”为原料有国家政策支持优势,另一方面使用企业对活性炭自身要求的提高也决定了,高性能柱状活性炭必将逐步替代煤质活性炭,且有成本优势和自主知识产权完全可以替代进口产品.

      活性炭对挥发性有机物与可提取有机物吸附有着较大的差别。挥发性有机物随分子量的增大,其吸附效果越好,而可提取有机物随分子量的减小,其吸附效果越好。这主要是由于挥发性的有机物主要是一些极性比较小的有机物,而可提取的有机物是极性比较大的有机物,活性炭本身可以看作是一个非极性吸附剂,对水中非极性物质的吸附能力大于极性物质的吸附能力。而且,吸附质分子大小与活性炭呈一定比例时,最有利于吸附。对于极性较小的分子,分子量越大,越有利于吸附。

      煤质柱状活性炭的生产条件有诸多要求,活性炭的种类很多,煤质柱状活性炭的制造条件、产品性状都随原料煤的不同而不同,所以应该选择适合于原料煤的条件以制造符合使用目的活性炭。煤随其煤化度的不同可分为褐煤、烟煤和无烟煤:由于煤的品种不同,所制成的活性炭物理性质也有相当的差异。烟煤属于焦炭型原料,而褐煤属于木炭型原料,这是根据碳质材料在炭化过程的表现不同所做出的分类。焦炭型原料炭化时,在350~500℃下发生熔融,而木炭型原料却不发生熔融。

     这两种碳质材料的炭化难易程度有所不同。灰分含量煤是不适于制造活性炭,但也不一定局限于低灰分煤。通常以含灰分量为6%一10%的焦炭用原料煤作基煤就可制得十分优质的煤质柱状活性炭。另外,表示粘结性的焦块指数为4左右的煤是合适的,原料煤的搭配也能以此为目标来进行。煤中挥发分少时焦油干扰少,活性炭的收率也高,这在工业上是有利的。据认为,活性炭制造的理论是随着合理的消耗碳而生成无数的微细孔结构群,那么选择初就富有这种结构的、生成年代较轻或内部结构比较发达的无烟煤作原料,也许是无议,但所制得的活性炭机械强度不高,而粘结性烟煤的内部比表面积在煤类中低、活化有一定困难,但容易保持机械强度。

         煤质活性炭的这种孔隙结构是肉眼无法看见的,因为他们只有1×10-12mm—10-5mm之间,比一个分子大不了多少。活性炭孔隙发达的程度是难以想象的,若取1克活性炭,将里面所有的孔壁都展开成一个平面,这个面积将达到1000平方米(既比表面积为1000g/m2)!影响活性炭吸附性的主要因素就取决于内部孔隙结构的发达程度。随着人们对煤质活性炭的逐步认识,活性炭市场也飞速发展,但在发展的同时,各种质量低劣的煤质活性炭产品也趁虚而入,严重影响了活性炭市场的正常发展,给消费者造成不良的后果。为了让消费者能够选择到放心的产品,这里就如何选择优质活性炭做一个简要的说明。在生产过程中,提高煤质活性炭吸附性能的办法就是控制生产工艺,使单位体积内尽可能多地增加活性炭的孔隙结构。因此吸附性越高的煤质活性炭由于含有大量的孔隙,使得其本身的密度变得越来越小,这就是为什么吸附性越好的活性炭手感越轻的原因(前提是使用同一种原料生产,没有浸过水或吸附过其他物质)。

        空气净化柱状活性炭的制造基本上分为两过程:过程包括脱水及炭化,将原料加热,在170至600℃ 的温度下干燥,並使原有的有机物大約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溫度(800至1000℃),以烧除其中所有可分解的物质,由此产达的微孔結构及巨大的比表面积,因而具有很强的吸附能力。空气净化炭是一种多孔性的含炭物质, 它具有高度发达的孔隙构造, 是一种极优良的吸附剂, 每克空气净化煤质柱状活性炭煤质柱状活性炭的吸附面积更相当于八个网球埸之多. 而其吸附作用是藉由物理性吸附力与化学性吸附力达成. 其組成物质除了炭元素外,尚含有少量的氢、氮、氧及灰份,其結构则为炭形成六环物堆积而成。 由于六环炭的不规则排列,造成了煤质柱状空气净化煤质柱状活性炭煤质柱状活性炭多微孔体积及高表面积的特性。

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