活性炭的生产方法.ppt

第五章 活性炭的生产方法 第一节、概述 活性炭活性化的基本原理在于，这些含碳材料在相应的条件下，经过有选择的热加工，而生成大量的气体、缝隙和裂纹，并增大单位重量上的孔隙表面积。 随着原料和制造方法的不同，产品活性炭的吸附性或催化性也有很大的差别。 一、制备活性炭的原料种类 范围极广，理论上： 以未碳酸化形式或者以煤和焦炭形式出现的各种类型的含碳原料，均可制取活性炭。 大致分为矿物性、植物性和高分子合成树脂三大类。 目前世界上，制备活性炭的主要原材料是煤、木材和果壳。 由于煤的品种多、资源丰富、来源稳定且煤质稳定，许多国家都采用煤来制造活性炭。 我国一些重要品种如防毒面具用粒状活性炭、球形活性炭都是用煤制造。 对活性炭的性能及用途的要求不同，所采用的原材料类型也有所不同，目前原材料的选择基本上步入两个发展方向。 (1)来源广泛，价格低廉的低品质原料，如泥煤或褐煤、木屑、纸浆废液、废旧塑料等，用于制造用量大、对性能要求不高的活性炭。 (2)高价原料如合成树脂和纤维等，以制造具有某些特殊功能、价格极高但质量极优的高档特制活性炭，如血液透析炭、活性炭纤维、泡沫炭等。 几种基质原料的主要组分 基质原料 含碳量(%) 挥发份(%) 灰份(%) 木材 40 60-70 0.2-0.1 果壳、果核 40 60-70 0.5 褐煤 30-70 30-60 3-10 软质煤 60-80 20-30 1-15 半硬质煤 70-80 10-20 1-15 硬质煤 80-95 5-10 1-15 石油焦 70-80 10-20 0.5 典型的含木质材料中含有大约48% C, 6%H和45% O，而无机成分是较少的，相应的原子比约为O∶C = 0.703，H∶C=1.5，H∶O=2.07。常规的碳化过程，H和O仅按H2O的方式除去，这意味着活化是一个脱水化合物。但是在实际碳化过程中许多碳原子常以CO，CO2，CH4，甲醛等形式随着O和H的挥发。因此。转化成碳的程度或碳化收率可以很宽。 二、我国活性炭工业布局 ? 煤基活性炭生产主要集中在山西和宁夏地区，河南省有一部分，其中宁夏活性炭生产能力最大；果壳活性炭生产以河北省为主（山东？），木质活性炭生产主要集中在福建、江西、浙江南部(竹材）及东北地区。???? 以木材为原料生产的活性炭所占比重逐渐下降，以煤为原料生产的活性炭所占比重呈上升趋势。木质活性炭所占比重从七十年代占我国活性炭总产量的80%下降到九十年代的40%，同期煤基活性炭从15%上升到60%，而且这种趋势一直没有改变，煤基活性炭是我国目前产量最大的活性炭产品。 三、 活性炭的制造方法 目前世界各国采用的工艺路线有三条 1、气体活化法(物理活化法) 2、化学活化法(药品活化法) 3、化学物理活化法 1、气体活化法(物理活化法) 以水蒸气活化为代表的物理活化具有工艺简单、清洁等诸多优点，已经得到越来越多的关注和应用。水蒸气活化速度较快，一般只需一两个小时，并且产品不需要洗涤可直接应用，生产中排出的尾气主要成分是氢气和一氧化碳，对其回收可直接用作燃料，因此整个过程不存在任何污染。 产生CO，CO2，CH4，甲醛等。 2、化学活化法(药品活化法) 化学活化法：用化学药品活化处理 化学活化由于存在较大的污染而难以满足当今绿色生产工艺的要求。 化学活化法活性炭性能优于物理法 活化温度低 产品得率高 3、化学物理活化法 化学物理活化法，就是将化学活化法和气体活化法结合起来为了用来制造特殊孔隙分布的活性炭。 首先在活性炭原料中加入一定数量的化学药品(即添加剂)然后加工成型，再经过炭化和气体活化，制造出具有特殊性能的优质活性炭。（合成高分子基）电池、电容器用活性炭等。 通常的添加剂有：ZnCL2、H2PO4、FeSO4，NaOH，CuO, Na2CO3等。 第二节、气体(物理)活化法生产活性炭 一、气体活化法生产活性炭的基础知识 1、活化定义： 所谓活化是指利用气体进行碳的氧化反应，由于炭化物的