活性炭的含炭量、比表面積、灰分含量及其水懸浮液的pH值皆隨活化溫度的提高而增大?;罨瘻囟扔?,殘留的揮發(fā)物質(zhì)揮發(fā)愈完全,微孔結構愈發(fā)達,比表面積和吸附活性愈大。[3]活性炭中的灰分組成及其含量對炭的吸附活性有很大影響?;曳种饕蒏2O、Na2O、CaO、MgO、Fe2O3、Al2O3、P2O5、SO3、Cl-等組成,灰分含量與制取活性炭的原料有關,而且,隨炭中揮發(fā)物的去除,炭中的灰分含量增大。[3]截止2007年,世界活性炭年產(chǎn)量達900kt,其中煤基(質(zhì))活性炭占總產(chǎn)量的2/3以上;而中國年產(chǎn)量已突破400kt,居世界,美國、日本等也是世界主要的活性炭產(chǎn)出國。[4]
山東 臨朐縣海源活性炭廠,位于濰坊市臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村,建廠多年來,經(jīng)不斷發(fā)展,現(xiàn)已成為一家綜合性濾料廠家,產(chǎn)品有:各種型號用途活性、蜂窩、柱狀、顆粒、粉末活性炭,石英砂.錳沙.無煙煤,廣泛應用于污水處理、工業(yè)廢氣吸附、污水處理、飲料純凈水處理、電廠水預處理、廢水回收前處理、生物法污水處理、廢水處理、石化無堿脫硫醇、溶劑回收(因為活性炭可吸附有機溶劑)、化工催化劑載體黃金提取、化工品儲存排氣凈化、制糖、酒類、味精、食品精制、脫色、乙烯脫鹽水填料、汽車尾氣凈化、PTA氧化裝置凈化氣體、印刷油墨的除雜、空氣凈化、新房裝修、車內(nèi)去味吸附甲醛苯等有害氣體、氣體分離。
建廠多年以來,我們一直秉承產(chǎn)品質(zhì)量為主,客戶信賴為本,誠信,互利互惠的原則,積累了全國各地大批固定客戶,贏得了良好的口碑,歡迎您的到來,到我廠參觀考察合作?;钚蕴渴怯墒⒕?、單一平面網(wǎng)狀碳和無定形碳三部分組成,其中石墨微晶是構成活性炭的主體部分?;钚蕴康奈⒕ЫY構不同于石墨的微晶結構,其微晶結構的層間距在0.34~0.35nm之間,間隙大。即使溫度高達2000℃以上也難以轉化為石墨,這種微晶結構稱為非石墨微晶,絕大部分活性炭屬于非石墨結構。石墨型結構的微晶排列較有規(guī)則,可經(jīng)處理后轉化為石墨。非石墨狀微晶結構使活性炭具有發(fā)達的孔隙結構,其孔隙結構可由孔徑分布表征?;钚蕴康目讖椒植挤秶軐?,從小于1nm到數(shù)千nm。有學者提出將活性炭的孔徑分為三類:孔徑小于2nm為微孔,孔徑在2~50nm為中孔,孔徑大于50nm為大孔。活性炭中的微孔比表面積占活性炭比表面積的95%以上,在很大程度上決定了活性炭的吸附容量。中孔比表面積占活性炭比表面積的5%左右,是不能進入微孔的較大分子的吸附位,在較高的相對壓力下產(chǎn)生毛細管凝聚。大孔比表面積一般不超過0.5m2/g,僅僅是吸附質(zhì)分子到達微孔和中孔的通道,對吸附過程影響不大。性炭吸附法是利用多孔性的活性炭,使水中一種或多種物質(zhì)被吸附在活性炭表面而去除的方法,去除對象包括溶解性的有機物質(zhì),合成洗滌劑、微生物、病毒和一定量的重金屬,并能夠脫色、除臭、空氣凈化。
活性炭、磺化煤、沸石、焦炭等都是水處理常用的吸附劑,活性炭經(jīng)過活化后碳晶格形成形狀和大小不一的發(fā)達細孔,大大增加比表面積,提高吸附能力?;钚蕴康募毧子行О霃揭话銥?-10000nm,小孔半徑在2nm以下,過渡孔半徑一般為2-100nm,大孔半徑為100-10000nm。小孔容積一般為0.15-0.90mL/g,過渡孔面積一般為0.02-0.10mL/g; 大孔容積一般為0.2-0.5mL/g。
活性炭是一種很細小的炭粒,有很大的表面積,而且炭粒中還有更細小的孔——毛細管。這種毛細管具有很強的吸附能力,由于炭粒的表面積很大,所以能與氣體(雜質(zhì))充分接觸。當這些氣體(雜質(zhì))碰到毛細管被吸附,起凈化作用?;钚蕴康谋砻娣e研究是非常重要的,活性炭的比表面積檢測數(shù)據(jù)只有采用BET方法檢測出來的結果才是真實可靠的,國內(nèi)有很多儀器只能做直接對比法的檢測?,F(xiàn)階段國內(nèi)外比表面積測試統(tǒng)一采用多點BET法,國內(nèi)外制定出來的比表面積測定標準都是以BET測試方法為基礎的,請參看中國國家標準(GB/T 19587-2004)-氣體吸附BET原理測定固態(tài)物質(zhì)比表面積的方法。
活性炭內(nèi)部具有晶體結構和孔隙結構,活性炭表面也有一定的化學結構?;钚蕴课叫阅懿粌H取決于活性炭的物理(孔隙)結構,而且還取決于活性炭表面的化學結構。在活性炭制備過程中,炭化階段形成的芳香片的邊緣化學鍵斷裂形成具有未成對電子的邊緣碳原子。這些邊緣碳原子具有未飽和的化學鍵,能與諸如氧、氫、氮和硫等雜環(huán)原子反應形成不同的表面基團,這些表面基團的存在毫無疑問地影響到活性炭的吸附性能。X射線研究表明,這些雜環(huán)原子與碳原子結合在芳香片的邊緣,產(chǎn)生含氧、含氫和含氮表面化合物。當這些邊緣成為主要的吸附表面時,這些表面化合物就改變了活性炭的表面特征和表面性質(zhì)。活性炭表面基團分為酸性、堿性和中性3種。酸性表面官能團有羰基、羧基、內(nèi)酯基、羥基、醚、苯酚等,可促進活性炭對堿性物質(zhì)的吸附;堿性表面官能團主要有吡喃酮(環(huán)酮)及其衍生物,可促進活性炭對酸性物質(zhì)的吸附。[5]
ZnCl2在活化過程中使木質(zhì)纖維原料發(fā)生脫氫反應并進一步芳構化,從而形成初步孔結構,水洗脫除氯化鋅后即形成孔隙結構。此外還有學者認為氯化鋅在炭化時形成新生炭沉積的骨架,當其被洗去之后,炭的表面便暴露出來,構成了具有吸附力的活性炭內(nèi)表面。[2]氯化鋅活化工藝流程與磷酸活化法工藝基本相似。氯化鋅法活性炭由于其孔徑分布相對集中、吸附力強等特點,一直受到國內(nèi)外市場的青睞,需求量逐年增加。[2]
物理法通常又稱氣體活化法,是將已炭化處理的原料在800~1000℃的高溫下與水蒸氣,煙道氣(水蒸氣、CO2、N2等的混合氣)、CO或空氣等活化氣體接觸,從而進行活化反應的過程。物理活化法的基本工藝過程主要包括炭化、活化、除雜、破碎(球磨)、精制等工藝,制備過程清潔,液相污染少。[2]在制備過程中,具有氧化性的高溫活化氣體無序碳原子及雜原子發(fā)生反應,使原來封閉的孔打開,進而基本微晶表面暴露,然后活化氣體與基本微晶表面上的碳原子繼續(xù)發(fā)生氧化反應,使孔隙不斷擴大。一些不穩(wěn)定的炭因氣化生成CO、CO2、H2和其他碳化合物氣體,從而產(chǎn)生新的孔隙,同時焦油和未炭化物等也被除去,終得到活性炭產(chǎn)品?;钚蕴堪l(fā)達的比表面積則源自中孔、大孔孔容的增加,形成的大孔、中孔和微孔的相互連接貫通。由于物理法工藝流程相對簡單,產(chǎn)生的廢氣以CO2和水蒸氣為主,對環(huán)境污染較小,而且終得到的活性炭產(chǎn)品比表面積高、孔隙結構發(fā)達、應用范圍廣,因此世界范圍內(nèi)的活性炭生產(chǎn)廠家中70%以上都采用物理法生產(chǎn)活性炭。炭活化過程中產(chǎn)生大量的余熱,可滿足原料烘干、余熱鍋爐制高溫蒸汽、產(chǎn)品的洗滌烘干等所需熱能。[2]
煤質(zhì)顆粒柱狀活性炭優(yōu)點:煤質(zhì)柱狀活性炭具有空隙結構發(fā)達,比面積大,吸附能力強,機械強度高,床層阻力小,化學穩(wěn)定性能好,易再生,經(jīng)久耐用等優(yōu)點。煤質(zhì)柱狀活性炭適應用途1:顆粒活性炭廣泛應用于飲用水,工業(yè)用水和廢水深度凈化;各種氣體的分離,提純,凈化;有機溶劑回收;制糖,味精,醫(yī)藥,酒類,飲料的脫色,除臭,精制;貴重金屬提煉;化學工業(yè)中的催化劑及催化劑載體。
煤質(zhì)顆??諝鈨艋钚蕴浚好嘿|(zhì)柱狀活性炭適應用途2:廣泛應用于化工原料氣體、化工合成氣體、制yao工業(yè)用氣、飲料用等的凈化及原子設施排氣等的凈化、分離和精制。
煤質(zhì)顆粒柱狀活性炭技術工藝:本品系采用煤為原料,儀的工藝設備精制而成。煤質(zhì)柱狀活性炭產(chǎn)品功能:其外觀為暗黑色柱狀顆?;虿欢ㄐ皖w粒狀,具有很大的比表面積,合適的孔隙結構,機構強度高,能經(jīng)受高溫、高壓作用,不易破碎灰,使用壽命長等特點。