活性炭科学活化方法

　　1、活性炭活化方法

　　制造活性炭的关键工艺是活化。由于所用活化剂的不同，可分为两类方法：

　　(1) 用氯化锌或磷酸等化学品为活化剂的化学品活化法;

　　(2) 用水蒸气或二氧化碳等为活化剂的气体活化法。

　　前者称为化学活化法，后者称为物理活化法。其实两类活化过程都各自民生质的变化，都是化学变化的过程。

　　2、活性炭化学品活化法

　　(一) 氯化锌活化法

　　以化学品氯化锌为活化剂。

　　将0.4-0.5份氯化锌浓溶液和1份泥炭或锯屑混合，在转炉中干燥，加热到600-700℃，成品以酸洗和水洗回收锌盐。有时化学品活化后继续进行水蒸气活化，藉以增加海内存知己的细孔。

　　氯化锌活化的活性炭具有较多大也。虽然这是有效和简单的方法，但因锌化合物化合物的环境污染而渐衰。

　　(二) 磷酸活化法

　　3以化学品磷酸为活化剂。

　　炭化的或未炭化的含碳物作起始原料。例如将研细的锯屑和磷酸混成浆状，在转炉中干燥，加热到400-600℃。萃取回收磷酸，有时中和后回收磷酸盐。干燥得活性炭，一般较氯化锌法的活性炭具有更细的细孔。

　　也可采用磷酸和水蒸气联合活化法。近年磷酸活化法趋向广泛应用，磷酸回收等革新未见发表。

　　(三) 氢氧化钾活化法

　　以化学品氢氧化钾为活化剂。

　　将含碳原料以熔融的无水氢氧化钾处理，激烈的反应产生非常高的多孔性，比表面积可高达3000m2/g。

　　(四) 其他化学品活化法

　　硫酸、硫化钾、氯化铝、氯化铵、硼酸盐、硼酸、氯化钙、氢氧化钙、氯气、氯化氢、铁盐、镍盐、硝酸、亚硝气、三氧化二磷、金属钾、高锰酸钾、金属钠、氧化钠和二氧化硫均可用于活化。

　　3、活性炭气体活化法

　　以水蒸气、二氧化碳或两者混合气体为活化剂，将含碳物料和气体在转炉或者沸腾炉内，在800-1000℃高温下进行碳的氧化反应，制成细孔结构发达的活性炭。

　　水蒸气、二氧化碳和碳的反应是吸热反应，而氧和碳的反应是很强的放热反应，因此炉内反应温度难以控制，尤其要避免局部过热，防止不均匀活化更难，故氧或空气不宜作为活化剂。有时使用空气和水蒸气的混合气体，用碳的燃烧作为热源。多数情况下用烟道气和水蒸气的混合气体，由于不可避免地会混入少量氯气，造成水蒸气、二氧化碳和氧气三种气体同时参与活化。

　　值得注意：在混合气体中少量的氧会使活性炭具有很大的孔隙。氧与碳的作用速度百倍于二氧化碳，而且因钾盐存在而大增，因此含钾的原料在含氧的气体中会剧烈反应，以致发生失控的燃烧而不是活化。

　　各种少量化合物，例如碱金属和碱土金属的盐类，几乎全部氯化物、硫酸盐、醋酸盐和碳酸盐，还有大多酸类和氢氧化物，在气体活化中具有催化加速作用。工业上常用的催化剂是氢氧化钾和碳酸钾，用量在0.1%到5%之间。以固态催化剂和含碳物料混合，或以溶液加入，或成型低温炭化。

　　如果烟煤中加碱金属盐类活化，那么不单用水蒸气活化，而要用含二氧化碳的混合气体活化。

　　4、活性炭活化炉：

　　活化炉的型式很多。国外活性炭制造工厂采用的炉型主要有竖炉、转炉和流化床炉等。

　　(1) 竖炉：原由几个简单垂直的燃烧室构成，室壁砌以耐火砖。后来改进混料，又设法控制炉内气流的方向、速度和温度。该炉还可用来再生回收炭。

　　(2) 转炉：是最通用的卧式活化炉。

　　(3) 流化床炉：又称沸腾床炉，是固体粒子补充流体吹成悬浮状态，气固之间传热、传质速率快，但粒子磨损大，以前常以间歇法生产粉炭，现已民展成连续生产，并能制成而磨的粒炭。