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物理活化法
物理法通常又称气体活化法,是将已炭化处理的原料在800 ~1000℃的高温下与水蒸气,烟道气(水蒸气、CO2、N2等的混合气)、CO或空气等活化气体接触,从而进行活化反应的过程。物理活化法的基本工艺过程主要包括炭化、活化、除杂、破碎(球磨)、精制等工艺,制备过程清洁,液相污染少。 [2]
在制备过程中,具有氧化性的高温活化气体无序碳原子及杂原子首先发生反应,使原来封闭的孔打开,进而基本晶表面暴露,然后活化气体与基本晶表面上的碳原子继续发生氧化反应,使孔隙不断扩大。一些不稳定的炭因气化生成CO、CO2、H2和其他碳化合物气体,从而产生新的孔隙,同时焦油和未炭化物等也被除去,终得到活性炭产品。活性炭发达的比表面积则源自中孔、大孔孔容的增加,形成的大孔、中孔和孔的相互连接贯通。由于物理法工艺流程相对简单,产生的废气以CO2和水蒸气为主,对环境污染较小,而且终得到的活性炭产品比表面积高、孔隙结构发达、应用范围广,因此世界范围内的活性炭生产厂家中70%以上都采用物理法生产活性炭。炭活化过程中产生大量的余热,可满足原料烘干、余热锅炉制高温蒸汽、产品的洗涤烘干等所需热能。
科技的发展,新技术的运用,传统净化材料逐渐被新型活性炭取代,成为日常家庭生活和工业生产的重要选择之一。
活性炭作为一种应用比较早、用途较广的优良吸附剂,具有众多优点和种类,其中比较常用的是蜂窝活性炭。我们可以从多个角度来了解一下它。
一、蜂窝活性炭的特性
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首先,我们可以了解一下蜂窝活性炭的一般特性。表面积大、通孔阻力小、孔发达、高吸附容量、使用寿命长等都是蜂窝活性炭的
特点,普遍应用于空气污染治理。一般而言,废气与大表面的蜂窝活性炭充分接触,从而被吸附分解,从而达到净化的效果。
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二、蜂窝活性炭的用途
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相比较传统净化措施,蜂窝活性炭具有良好的吸附净化效果,可能够不同程度降解氧化氮、四氯化碳、 、恶臭气体等污染物。因此,可广泛应用于各种气体净化设备和废气治理工程,备受这些领域的欢迎
(1)磷酸活化法
磷酸法制备活性炭的过程中,磷酸与木质纤维原料的作用机理可分为以下几个方面:润胀作用、加速活化作用、脱水作用、氧化作用和芳香缩合作用。 [2]
磷酸活化法的基本工艺包括木屑筛选、干燥、磷酸溶液配制、混合(或浸渍) 、炭化、活化、回收、漂洗(包括酸处理和水洗)、离心脱水、干燥与磨粉等工序,如生产颗粒活性炭还需增加捏合工艺。另外,附设专门的废气净化系统,回收烟气中的磷酸和炭粉,减少对环境的污染。磷酸活化法的生产工艺中,要注意在炭化段控制度,让磷酸充分渗透入木屑,再与活化段协同控制,可以明显提高活性炭吸附能力,产品质量稳定,同时适当降低活化温度对降低产品灰分有利。炭活化尾气采用多段液相回收可以增加磷酸和细炭粉的回收,采用高压静电方式也有利于尾气中焦油的去除。