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?;罨瘻囟扔撸瑲埩舻膿]發(fā)物質(zhì)揮發(fā)愈完全,微孔結(jié)構(gòu)愈發(fā)達(dá),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(duì)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(guān),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(dá)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(hào)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(yīng)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(yù)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?yàn)榛钚蕴靠晌接袡C(jī)溶劑)、化工催化劑載體黃金提取、化工品儲(chǔ)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(gòu)成活性炭的主體部分?;钚蕴康奈⒕ЫY(jié)構(gòu)不同于石墨的微晶結(jié)構(gòu),其微晶結(jié)構(gòu)的層間距在0.34~0.35nm之間,間隙大。即使溫度高達(dá)2000℃以上也難以轉(zhuǎn)化為石墨,這種微晶結(jié)構(gòu)稱為非石墨微晶,絕大部分活性炭屬于非石墨結(jié)構(gòu)。石墨型結(jié)構(gòu)的微晶排列較有規(guī)則,可經(jīng)處理后轉(zhuǎn)化為石墨。非石墨狀微晶結(jié)構(gòu)使活性炭具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu),其孔隙結(jié)構(gòu)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(xué)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?;钚蕴恐械奈⒖妆缺砻娣e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(jìn)入微孔的較大分子的吸附位,在較高的相對(duì)壓力下產(chǎn)生毛細(xì)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(dá)微孔和中孔的通道,對(duì)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(duì)象包括溶解性的有機(jī)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(dá)細(xì)孔,大大增加比表面積,提高吸附能力?;钚蕴康募?xì)孔有效半徑一般為1-10000nm,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(xì)小的炭粒,有很大的表面積,而且炭粒中還有更細(xì)小的孔——毛細(xì)管。這種毛細(xì)管具有很強(qiáng)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(dāng)這些氣體(雜質(zhì))碰到毛細(xì)管被吸附,起凈化作用。活性炭的表面積研究是非常重要的,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(jié)果才是真實(shí)可靠的,國內(nèi)有很多儀器只能做直接對(duì)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(diǎn)BET法,國內(nèi)外制定出來的比表面積測定標(biāo)準(zhǔn)都是以BET測試方法為基礎(chǔ)的,請(qǐng)參看中國國家標(biāo)準(zhǔn)(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(jié)構(gòu)和孔隙結(jié)構(gòu),活性炭表面也有一定的化學(xué)結(jié)構(gòu)。活性炭吸附性能不僅取決于活性炭的物理(孔隙)結(jié)構(gòu),而且還取決于活性炭表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)。在活性炭制備過程中,炭化階段形成的芳香片的邊緣化學(xué)鍵斷裂形成具有未成對(duì)電子的邊緣碳原子。這些邊緣碳原子具有未飽和的化學(xué)鍵,能與諸如氧、氫、氮和硫等雜環(huán)原子反應(yīng)形成不同的表面基團(tuán),這些表面基團(tuán)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(jié)合在芳香片的邊緣,產(chǎn)生含氧、含氫和含氮表面化合物。當(dāng)這些邊緣成為主要的吸附表面時(shí),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)?;钚蕴勘砻婊鶊F(tuán)分為酸性、堿性和中性3種。酸性表面官能團(tuán)有羰基、羧基、內(nèi)酯基、羥基、醚、苯酚等,可促進(jìn)活性炭對(duì)堿性物質(zhì)的吸附;堿性表面官能團(tuán)主要有吡喃酮(環(huán)酮)及其衍生物,可促進(jìn)活性炭對(duì)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(yīng)并進(jìn)一步芳構(gòu)化,從而形成初步孔結(jié)構(gòu),水洗脫除氯化鋅后即形成孔隙結(jié)構(gòu)。此外還有學(xué)者認(rèn)為氯化鋅在炭化時(shí)形成新生炭沉積的骨架,當(dāng)其被洗去之后,炭的表面便暴露出來,構(gòu)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(duì)集中、吸附力強(qiáng)等特點(diǎn),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(jìn)行活化反應(yīng)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(yīng),使原來封閉的孔打開,進(jìn)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(yīng),使孔隙不斷擴(kuò)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(shí)焦油和未炭化物等也被除去,終得到活性炭產(chǎn)品。活性炭發(fā)達(dá)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(duì)簡單,產(chǎn)生的廢氣以CO2和水蒸氣為主,對(duì)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(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、應(yīng)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(diǎn):煤質(zhì)柱狀活性炭具有空隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá),比面積大,吸附能力強(qiáng),機(jī)械強(qiáng)度高,床層阻力小,化學(xué)穩(wěn)定性能好,易再生,經(jīng)久耐用等優(yōu)點(diǎn)。煤質(zhì)柱狀活性炭適應(yīng)用途1:顆?;钚蕴繌V泛應(yīng)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(jī)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(xué)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(yīng)用途2:廣泛應(yīng)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(shè)施排氣等的凈化、分離和精制。
煤質(zhì)顆粒柱狀活性炭技術(shù)工藝:本品系采用煤為原料,儀的工藝設(shè)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(jié)構(gòu),機(jī)構(gòu)強(qiáng)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(diǎn)。