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影響活性炭活化的七大因素

本文來源: 發布日期:2020-04-01 65 次瀏覽

: 活化劑種類對活化過程的影響                                 

炭的氣化燃燒反應的相對速度(800℃,10.1KPa)

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在相同的溫度下, 不同的活化劑化學性質不同, 它與炭的反應速度也不同。

從上表中可以看出空氣、 水蒸氣和二氧化碳活化的相對速度對比。 如炭和氧的

反應速度較快, 活化溫度只需 600℃左右即可; 

而用水蒸氣則需 800‐950℃。 由于水蒸氣能充分地擴散到炭的微孔內, 使活

化反應能在整個炭顆粒內均勻進行, 所以得到比表面積大、 吸附能力強的活性

炭。 總的認為, CO2 和水蒸汽作為活化劑活化的效果較好。 


第二: 原料煤性質的影響 

不同的煤種, 含碳量、 含氧量、 含氫量不同, 灰分、 揮發分不同, 煤化學

結構不同, 炭化后得到的半焦特性也不同。 在一定溫度下, 對活化劑反應的速

率也不盡相同。 

因此, 原料煤不同, 選用的活化生產工藝略有不同。 無煙煤為原料的活化

溫度可比煙煤的活化溫度高 20‐30℃。 


第三: 炭化溫度的影響       

煤的炭化溫度直接影響炭化料的孔隙結構和強度, 即影響半焦的性質, 尤

其是最終溫度。 炭化終溫過高, 會造成炭化料表面收縮形成易石墨化炭層, 造

成活化難度增加。 

第四: 活化溫度的影響 

活化是炭和活化劑在高溫下進行的反應。 隨著溫度的升高, 反應速度加快,

活化速率加大, 但是太高易造成不均勻活化。 

在不同的活化溫度下, 生產的活性炭孔結構不同。 活化溫度過高, 微孔減

少, 吸附力下降。 一般水蒸氣活化法的活化溫度控制在 800‐950℃, 煙道氣的活

化溫度控制在 900‐950℃, 空氣的活化溫度控制在 600℃左右。 

以太西煤為原料, 適當地將活化溫度控制在 930- 950℃, 對提高產量是有

益的, 較高的活化溫度對水蒸汽用量的需求是下降的, 活

化速率是提高的, 且幅度較大。 


第五: 活化劑流速及濃度的影響 

活化劑的流速大, 它與炭反應速率增加, 使燒失率增加, 產生不均勻活化,

導致微孔減少。 活化劑流速低時, 孔容積反而增加, 因此活化劑適當的流速是

保證活性炭質量的因素之一。 

下表是水蒸氣用量與活化時間的關系。 以水蒸氣為活化劑, 在一定溫度下

水蒸氣的用量大, 可以縮短活化時間, 但在不同的溫度下, 縮短的活化時間不

同。 

image.png

經過試驗數據, 活化溫度在 850℃增加到 930℃時, CO2 的濃度可提高一倍。

CO2 作為活化介質, 其濃度提高可加快反應速度。 


第六: 炭化料灰分的影響

炭化料中無機成分在炭化和活化過程中, 大部分轉化為灰分, 它是影響活

性炭強度主要因素, 在灰分與碳接觸的界面上, 灰分會造成裂紋, 影響活性炭

的強度。 

無機物中的堿金屬, 銅, 鐵等氧化物和碳酸鹽, 對碳和水蒸氣的反應有催

化作用, 因此, 在炭化料中加入少量的鈷、 鐵、 釩、 鎳等氧化物, 可加速碳與

水蒸氣的反應。 


第七: 炭粒度的影響 

炭顆粒小, 活化速度快, 這是顯而易見的道理。 

粒度過大, 活化反應受活化劑在炭顆粒內擴散速度的影響, 活化劑與炭的

接觸面積小, 會發生顆粒外部已燒失, 而內部還未活化的現象。 

顆粒過小, 活化氣流通過阻力加大, 也達不到均勻活化的目的, 因此炭粒

的粒度直接影響活化速度和活化均勻程度, 炭的粒度要均勻。 

在反應過程中, 炭粒度逐漸變小, 有利于活化, 但灰分附在炭顆粒外表面,

會影響活化劑的作用。 

資料來源網絡,僅供參考

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