活性炭工艺
活性炭的生产工艺与区别
活性炭的生产工艺与区别文章由xxxx净水材料有限公司整理烧结活性炭、压缩活性炭、挤压活性炭是以它们的生产工艺特点命名的,CTO、网炭是以它们最终成型的外观形态称乎的词语。
它们外形虽然一样,但内在品质和生产工艺大不相同。
烧结活性炭:是采用活性炭滤料材料和高分子热熔成孔材料混合,灌入特制模具,在200-300℃高温下烧结而成;由于粘结材料本身有成孔性,与活性炭混合后,保持了活性炭粉料比表面积大的特点,成孔性优良,过滤效果更好,与液体接触更充分;因其加工工艺复杂,产能有限。
压缩活性炭:是活性炭粉体材料和无机液体粘结剂混合后,灌入特制模具,用压力机高压压缩成型,出模后烘干;此工艺活性炭含量高,过滤效果好,但无机粘结材料无法成孔,孔径主要靠活性炭的粒度控制,滤芯的成孔性不好。
挤压活性炭:是活性炭和普通热熔树脂混合后,放入螺杆挤出机加热挤出成型的。
此生产工艺中活性炭外表被热熔树脂高温后融化包裹,堵塞了活性炭微孔,失去了吸附效果,生产成本低,产量高。
使用中其实就是个摆设,没有任何作用。
CTO、网炭、挤压活性炭、烧结活性炭、压缩活性炭广义的讲它们是活性炭的棒装形态,可以统称为成型活性炭。
目前,成型活性炭滤芯在水处理行业的使用越来越受重视,其主要原因是:一、成型活性炭集吸附和拦截于一体,不但具有活性炭的吸附性还因它有致密的空隙,可有效拦截大颗粒的杂质,有效降低水质的物理污染;二、孔径可以任意调节,最小可达到0.2微米,比市场上所谓的大通量中空超滤膜要好;三、流出的黑水比颗粒活性炭少,不会象颗粒活性炭那样因为水流的冲刷造成吸附后的脱吸附,形成二次污染;四、低于80目的活性炭粉料加工,比表面积大,使活性炭性能得以充分发挥。
烧结活性炭技术由于其成型的工艺特殊,可以开发以活性炭为主体与多种超细滤料粉体混合使用的复合型滤芯。
其品种有专用脱色脱味、除有机物、软化水质的专用滤芯;除去水中的铝、汞、锰、砷等重金属的专用除金属滤芯,针对高氟水地区的专用除氟滤芯;针对井水、软水添加微量元素、矿物质的专用矿化滤芯;抑制细菌滋生,添加抑菌材料的抑菌滤芯。
活性炭制造的主要工艺过程-回转炉活化法
活性炭制造的主要工艺过程-活化法制造活性炭的关键工艺是活化。
由于所用活化剂的不同,可分为两类方法:(1)用氯化锌或磷酸等化学品为活化剂的化学品活化法;(2)用水蒸气或二氧化碳等为活化剂的气体活化法。
前者称为化学活化法,后者称为物理活化法。
其实两类活化过程都各自发生质的变化,都是化学变化的过程。
1、化学品活化法(一)氯化锌活化法以化学品氯化锌为活化剂。
将0.4~5.0份氯化锌浓溶液和1份泥炭或锯屑混合,在转炉中下燥,加热到600~700℃,成品以酸洗和水洗回收锌盐。
有时化学品活化后继续进行水蒸气活化,藉以增加活性炭的细孔。
氯化锌活化的活性炭具较多大孔。
虽然这是有效和简单的方法,但因锌化合物的环境污染而渐衰。
(二)磷酸活化法以化学品磷酸为活化剂。
炭化的或未炭化的含碳物作起始原料。
例如将研细的锯屑和磷酸混成浆状,在转炉中干燥,加热到400~600℃。
萃取回收磷酸,有时中和后回收磷酸盐。
于燥得活性炭,一般较氯化锌法的活性炭具有更细的细孔。
也可采用磷酸和水蒸气联合活化法。
近年磷酸活化法趋向广泛应用,磷酸回收等革新未见发表。
(三)氢氧化钾活化法以化学品氢氧化钾为活化剂。
将含碳原料以熔融的无水氢氧化钾处理,激烈的反应产生非常高的多孔性,比表而积可高达3000m2/g。
(四)其他化学品活化法硫酸、硫化钾、氯化铝、氯化钱、硼酸盐、硼酸、氯化钙、氢氧化钙、氯气、氯化氢、铁盐、镍盐、硝酸、亚硝气、五氧化二磷、金属钾、高锰酸钾、金属钠、氧化钠和二氧化硫均可用于活化。
2、气体活化法以水蒸气、二氧化碳或两者的混合气体为活化剂,将含碳物料和气体在转炉或者沸腾炉内,在800~1000℃高温下进行碳的氧化反应,制成细孔结构发达的活性炭。
水蒸气、二氧化碳和碳的反应是吸热反应,而氧和碳的反应是很强的放热反应,因此炉内反应温度难以控制,尤其要避免局部过热,防止不均匀活化更难,故氧或空气不宜作为活化剂。
有时使用空气和水蒸气的混合气体,用碳的燃烧作为热源。
活性炭生产工艺及使用须知
活性炭生产工艺及使用须知一、吸附分离原理在两相介面上,一相中的物质或溶解在其中的溶质向另一相转移和积聚,使两相中物质浓度发生变化的过程称为吸附过程,既可以发生在液固介面,也可以发生在气固介面上。
能够将其他物相中的某一组分有选择性地富集到自身表面的物质称为吸附剂,被吸附的物质称为吸附质。
所谓介面,通俗地讲也就是表面,因此,吸附其实可以看成一种表面现象,吸附剂的吸附性能与其表面特性有密切的关系。
例如比表面积。
比表面积越大,吸附能力越强,通常比表面积随物质多孔性的增大而增大。
典型的吸附分离过程包含四个步骤:首先,将待分离的料液(或气体)通入吸附剂中;其次,吸附质被吸附到吸附剂表面,此时吸附是有选择性的;第三,料液流出;第四,吸附质解吸回收后,将吸附剂再生。
根据吸附剂与吸附质之间存在的吸附力性质的不同,可将吸附分为成物理吸附、化学吸附和交换吸附三种类型。
二、活性炭的制造活性炭作为一种价廉易得的固体吸附剂,在实际生产生活中均得到广泛应用。
活性炭是用含碳为主的物质,如煤、木屑、果壳以及含碱的有机废渣等作原料,经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。
其制造过程大致分为三步:1、干燥:原料在120~130℃情况下脱水。
2.炭化:加热温度在170℃以上时,原料中有机物开始分解,到400~600℃时炭化分解完毕。
3、活化:原料中的有机物炭化后,残图在炭基本结构的微孔中,使微孔堵塞。
在高温条件下通入活化气,在缺氧情况下使残留炭发生水煤气反应,使微孔扩大,得到多孔结构的活性炭。
三、活性炭的分类由于原料来源、制造方法、外观形状和应用场合不同,活性炭的种类(品种)很多,到目前为止尚无精确的统计材料,估计世界上活性炭品种不下千种。
1.按原料来源分1.1木质活性炭木质活性炭是指由木材、农作物秸杆、竹材及其加工废弃物和果壳为原料制造的活性炭产品。
1.2 兽骨、血炭利用兽骨、血为原料,按照一定方法制成的炭(有的含碳量只有百分之十几)也具有不差的吸附性能,严格意义上来说这种产品不能算作活性炭。
活性炭制备及应用
活性炭的制备及应用1.活性炭的制备1.1化学活化法1.1.1氯化锌法氯化锌法制造工艺为在原料中加人重量是原料0.5~4倍、比重为1.8左右的浓氯化锌溶液并进行混合,让氯化锌浸渍,然后在回转炉中隔绝空气加热~600-700℃,由于氯化锌的脱水作用,原料里的氢和氧主要以水蒸气的形式放出,形成多孔性结构发达的炭。
1.1.2 磷酸法磷酸活化原则上是将精细粉碎的原料与磷酸溶液混合,接着混合物被烘干,并在转炉内加热到400~600℃,众所熟知的工艺过程是在较高的温度下(1 100℃)进行的。
1.2 气体活化法微波加热法制活性炭含碳原料在600℃以上的温度下进行预热处理,与水蒸气、二氧化碳、含氧气体或活化产生的气体接触,以微波直接加热,即可完成活化.但由通常活化方法能制得活性炭的煤类、石油类、木质类等原料,想用微波加热到完全活化温度是不可能的.例如煤、沥青、木材等原料,若照射微波,最初因水分发热,温度可达100℃左右,然后当水分蒸发完,发热极小,要升温到100℃以上,或不可能或需很长的时间。
1.3 药品活化和气体活化的配合使用气体活化和药品活化有时还配合起来使用.对受过药品活化处理的炭,进一步进行水蒸气活化,有时能制造出特殊细孔分布的产品,并使幅度很广的细孔数增加.用活性炭处理含有会堵塞炭的细孔的那样物质的气体时,例如,用粒状活性炭从城市煤气中吸附除去苯时,活性炭的细孔被城市煤气中的二烯烃堵塞而迅速老化.为制造这种情况下能使用的活性炭,曾应用过这种配合使用的活化方法.勒吉公司的苯佐尔邦牌活性炭就是有代表性的这类活性炭。
1.4 连续炭化活化法用比较简单的流动加热炉连续进行炭化和限制氧化活化的活性炭生产方法,并且操作省工、产品质量较好.该方法特点是:把含水率调整到l5%~30%的活性炭原料,连续地送入流动加热炉,同时由炉底鼓入适量的空气,使炉内进行炭化和限制氧化活化,在原料入炉前到载入炉时,仅向炉内送入少量火种,加上从炉的下部鼓入适量空气,促使原料部分燃烧,以便加热原料本身.炉内温度和炭化速度靠鼓入空气量和投料量进行调整.鼓风除用于原料部分燃烧和加热外,还用于使炭化过程中的粒子流态化和连续不断进行的活化反应中。
活性炭的生产工艺
活性炭的生产工艺
活性炭的生产工艺主要包括原料处理、炭化、激活和后处理。
1. 原料处理:活性炭的原料可以是许多有机物,如木材、煤、椰壳等。
这些原料需要进行破碎、清洗和干燥处理,以去除杂质和水分,为后续的炭化做准备。
2. 炭化:原料经过炭化过程转化为活性炭。
炭化是一个高温的过程,通常在高温和低氧气的条件下进行。
这种条件可以使原料内部的无机物和大部分有机物被燃烧掉,形成具有高孔隙度和大表面积的炭质物质。
3. 激活:炭化后的原料经过激活处理,增加其孔隙度和表面积。
激活可以通过物理激活或化学激活来实现。
物理激活是利用高温蒸汽或气体进行,该过程会导致孔隙的扩大和表面积的增加。
化学激活是在高温下使用化学物质,如碱性和酸性物质,使孔隙扩展和表面积增加。
4. 后处理:经过激活后的活性炭需要进行后处理,以去除激活剂残留和其他杂质。
后处理过程包括洗涤、过滤、干燥等步骤,以确保最终产品的纯净性和质量。
以上是活性炭的典型生产工艺,具体工艺步骤可能因不同的厂家和产品种类而有所差异。
活性炭生产工艺简介
1.煤质活性炭主流生产工艺及产污分析(1)生产工艺流程煤质活性炭生产工艺主要工序为破碎磨粉、成型、炭化、活化、成品处理等。
回转炉炭化、斯列普炉活化工艺流程是国内煤质活性炭生产的主流工艺,主要分布在宁夏、山西,约占全国煤质活性炭生产企业总数的72%。
图1 活性炭生产工艺流程图合格的原料煤入厂后,被粉碎到一定细度(一般为200目),然后配入适量黏结剂(一般为煤焦油)在混捏设备中混合均匀,然后在一定压力下用一定直径模具挤压成炭条,炭条经炭化、活化后,经筛分、包装制成成品活性炭。
(2)生产过程中的排污节点、污染物排放种类、排放方式破碎磨粉工序排放颗粒物(煤尘),排放方式主要是有组织排放。
成型工序排放颗粒物(煤尘)、挥发性有机物,多以无组织形式逸散。
炭化、活化工序排放的主要污染物为颗粒物、SO2、NOX、苯并[a]芘(BaP)、苯、非甲烷总烃(NMHC)及氰化氢(HCN),排放方式为有组织排放。
具体详见下表。
表1 煤质活性炭污染物排放方式、排放种类、行业特征污染物(3)无组织排放煤质活性炭工业生产过程无组织排放节点有混捏成型工序、煤焦油储罐区、炭化工序车间门窗处、成型料晾晒场等。
排放的污染物为挥发性有机物和一氧化碳。
污染末端治理(1)磨粉、混捏、成品筛分包装工序粉尘治理活性炭行业磨粉、混捏、成品筛分包装工序产生粉尘污染,磨粉工序生产设备内产生的粉尘经旋风除尘器及布袋除尘器收集,并作为原料回用,除尘效率98%以上。
新建和大型企业成品筛分包装工序有回收设施回收,规模较小企业存在无组织排放现象。
混捏工序无组织废气无处理措施,通过标准制定,引导企业治理后排放。
(2)炭化炉尾气治理炭化炉尾气主要化学组成是焦油蒸汽、CH4、H2、CO、N2、CO2、O2及沥青烟等,大部分为可燃或助燃气体,可回收利用。
焚烧法是把炭化尾气引入焚烧炉内在高强转化燃烧的情况下,使之转化为CO2、H2O等高温气体,高温气体的热能又用于余热锅炉产生蒸汽。
活性炭生产工艺
活性炭的生产工艺木质材料炭化过程发生什么变化?木材、木屑、树根、果核和果壳等木质材料的炭化,是把它放在炭化设备内加热,进行热分解。
在热解过程,发生一系列复杂化学反应,产生很多新生产物,木质材料发生了变化。
根据热分解过程的温度变化和生成产物的情况等特征,炭化过程大体上可分为如下四个阶段。
1. 干燥阶段这个阶段的温度在120—150摄氏度,热解速度非常缓慢,主要是木材中所含水分依靠外部供给的热量进行蒸发,木质材料的化学组成几乎没有变化。
2. 预炭化阶段这个阶段的温度为150—275摄氏度,木质材料热分解反应比较明显,木质材料化学组成开始发生变化,其中不稳定的组分,如半纤维素分解生成二氧化碳、一氧化碳和少量醋酸等物质。
以上两个阶段都要外界供给热量来保证热解温度的上升,所以又称为吸热分解阶段。
3. 炭化阶段这个阶段的温度为275—400摄氏度,在这个阶段中,木质材料急剧地进行热分解,生成大量分解产物。
生成的液体产物中含有大量醋酸、甲醇和木焦油,生成的气体产物中二氧化碳含量逐渐减少,而甲烷、乙烯等可燃性气体逐渐增多。
这一阶段放出大量反应热,所以又称为放热反应阶段。
4. 煅烧阶段温度上升到450—500摄氏度,这个阶段依靠外部供给热量进行木炭的煅烧,排出残留在木炭中的挥发性物质,提高木炭的固定碳含量。
这时生成液体产物已经很少。
应当指出,实际上这四个阶段的界限难以明确划分,由于炭化设备各个部位受热量不同,木质材料的导热系数又较小,因此,设备内木质材料所处的位置不同,甚至大块木材的内部和外部,也可能处于不同热解阶段。
炭化对原料的要求炭化的原料很多,薪材、森林采伐剩余物、森林抚育时消除的杂木、木材加工厂的剩余物,如木屑等都可以进行炭化。
除木屑为粒状,需采用特殊炭化炉炭化外,其他原料多以木段为主,都适合大多数炭化炉或炭窑炭化原料的要求。
炭化原料树种可分为三类:第一类为硬阔叶材,如水青冈、麻栎、苦槠、榆等;第二类为软阔叶材,如杨、柳、椴等;第三类为针叶材,如马尾松、南亚松、湿地松等。
煤质活性炭生产工艺
煤质活性炭生产工艺煤质活性炭是一种常用的吸附剂,广泛应用于水处理、空气净化、食品工业等领域。
下面是煤质活性炭生产工艺的详细介绍。
煤质活性炭的生产工艺主要包括煤炭炭化、炭化后处理、活化和活化后处理等几个步骤。
首先是煤炭炭化。
炭化是将煤炭在高温下进行分解和热转化过程。
首先需要选择合适的煤炭作为原料,煤炭的选择会直接影响活性炭的吸附性能。
一般选择贫煤或半焦煤作为原料。
然后将煤炭送入炭化炉中,加热到800-1000摄氏度,通过控制温度、压力和时间等参数,使煤炭中的挥发分和气体排出,得到煤焦。
炭化过程可以分为两种方式,即干热炭化和气流炭化。
炭化后需要进行炭化后处理。
炭化后处理主要是通过进一步处理煤焦,提高炭的物理和化学性能。
常用的炭化后处理方法有煅烧、焦化和胶结等。
其中,煅烧是将煤焦加热至900-1200摄氏度,使其中的气体和挥发分进一步分解和排出,使炭的孔结构增加,提高炭的表面积和吸附性能。
焦化是在高温下进行炭的炭化和炭的改性,使其增加活性。
胶结是将煤焦与一定比例的胶结剂混合,在高温下进行压制和炭化,增加炭的强度和耐磨性。
接下来是活化。
活化是将炭化后的炭通过化学或物理方法,使其增加大量的微孔和介孔结构,提高炭的吸附性能。
常见的活化方法有物理活化和化学活化。
物理活化是将炭放入高温下的活化器中,通过蒸汽或气体来激活炭的表面,其中的活化剂可以是氧气、二氧化碳等。
化学活化是将炭放入含有活化剂的溶液中进行处理,活化剂一般选择碱性或酸性溶液。
活化过程中,控制温度、压力和时间等参数,使炭的孔结构增加,活性增强。
最后是活化后处理。
活化后处理是为了进一步提高炭的吸附性能和增加炭的稳定性。
常见的活化后处理方法有高温处理、酸洗、碱洗等。
高温处理是将活化炭加热至高温,使其中的气体和水分进一步排出,增加炭的稳定性。
酸洗和碱洗是通过将活化炭进行酸性或碱性处理,去除其中的杂质和残留活化剂,提高炭的纯净度。
以上就是煤质活性炭生产工艺的基本步骤。
活性炭的制备
活性炭的制备1活性炭的制备原料 (1)2活性炭的制备方法 (1)3煤基活性炭的制备方法 (2)4煤基活性炭中的粘结剂 (3)1 活性炭的制备原料活性炭的结构特性依赖于前躯体的性质、原料的炭化、活化和化学的调整条件[22]。
选择合适的原料是影响活性炭性质的一个重要因素,活性炭可用各种类型的碳质材料来制备,来源非常广泛,大体可以分为以下几类:①有机高分子聚合物,如萨兰树脂、酚醛树脂、聚糖醇等;②植物类,主要是利用植物的坚果壳或核,如核桃壳、杏核、椰壳等;③煤及煤的衍生物,如各种不同煤化度的煤及其混合物。
原料的选择一般以低灰分、高含碳量以及尽可能低的挥发分为最佳。
较好的原料主要是煤(褐煤、长焰煤、烟煤、无烟煤)、木材、果壳。
由于煤来源广泛、价格低廉、制备工艺相对简单而应用较多。
煤的主要成分是碳,表面化学性质活泼,孔隙率高、比表面积大,其多孔结构有利于制成活性吸附材料。
在以煤为原料制备活性炭的技术开发方面,德国、日本、美国、俄罗斯和中国已做了大量的研究工作,并取得了一定成果。
2 活性炭的制备方法活性炭的制备方法主要可以分为:碳化法、活化法、碳沉积法、热收缩等方法。
碳化法是将碳质原料置于惰性气氛中,以适当的热解条件得到碳化产品的方法。
其基本原理是基于加热过程中各基团、桥键、自由基和芳环等复杂的分解聚合反应,表现为碳化产物的孔隙发展、孔径的扩大和收缩。
在碳化过程中,碳质原料中的热不稳定组分以挥发分形式脱出,从而在半焦上留下孔隙。
碳化法适用于高挥发分原料,是所有其他方法的基础。
影响碳化过程的主要因素是升温速率、碳化温度与恒温时间。
采用的升温速率一般在5〜15°C/min,碳化温度多在500〜1100°,恒温时间为0.5〜2h。
活化法是将碳质原料置于活性介质中加热平缓处理,以发展其孔径的方法。
其原理是基于碳质原料部分碳的烧失,使封闭的孔得以打开,从而使其孔隙结构得到发展,孔径大小达到所需要的范围。
活性炭生产工艺
活性炭生产工艺活性炭是一种具有非常多种用途的材料,在各行各业中都有广泛的应用。
它的生产工艺相对比较复杂,需要专门的设备和技术来进行。
本文将以活性炭的生产工艺为主线,介绍活性炭的制备过程以及相关的工艺特点。
活性炭的生产过程主要包括原材料预处理、炭化、活化、筛分、洗涤、干燥和包装等环节。
下面我们将逐一介绍这些环节的工艺细节和操作要求。
一、原材料预处理首先需要准备好木质原料,这些原料通常是木屑、锯末、竹子、棕榈壳等。
在选择原料时需要注意其不应含有过多的杂质。
对于木材型活性炭的生产,通常采用硬质红木、橡木等树种作为原料。
为了改善原材料的炭化和活化效果,需要对原材料进行预处理。
具体来说包括以下几个方面的内容:1. 破碎:通过机械或手工破碎原材料,使其变成适合炭化的小块。
破碎后的颗粒大小通常为5~20mm。
2. 温度处理:将原材料在加入炭化炉之前进行温度处理,使其减少内部残留水份,提高炭化效果。
温度处理温度和时间根据原材料不同而有所差异,一般在60℃左右处理2~3小时即可。
3. 粉碎:将炭化后的原材料进行粉碎,分为粗细两个环节,其中粗碎的目的是拆分炭化层和负载物层,细碎则是使物料尺寸更加均匀,提高其试验重量的可重复性。
二、炭化在预处理完成后,原材料将被投入到炭化炉中,进行炭化反应。
这是活性炭生产中最重要的环节之一,其炭化质量和炭化速度直接影响到后续的活化效果。
炭化过程中需要注重以下几个方面的控制:1. 炭化温度:通常采用高温炭化法,炭化温度在700~900℃之间。
随着温度升高,炭化速度增快,但同时也可能导致炭化层形成不充分或炭化层稳定性变差等问题,因此需要恰当把握。
2. 炭化时间:炭化时间通常在数小时至十几小时之间,也需要根据所用设备、原材料种类等因素进行调整。
过短的时间可能导致炭化不充分,而过长的时间则可能会导致活性物质流失过多。
3. 炭化气氛:炭化过程中需要控制炭化气氛的组成,以避免炭化反应的不良影响。
活性炭的制作方法
活性炭的制作方法
活性炭的制作主要通过炭化和活化两个阶段完成。
1. 炭化阶段:
(1) 原料准备:选择适合制作活性炭的原料,常见的原料有木材、竹材、椰壳等。
将原料进行破碎、研磨,使其颗粒度均匀。
(2) 炭化处理:将原料放入封闭的炭化炉内,在高温下(通常在700-900摄氏度)进行炭化处理。
这个过程中,原料中的有机物会逐渐被炭化成固体炭。
(3)淬火:炭化结束后,关闭炭化炉,待炉温降至室温时将残留的炭取出,进行淬火处理。
淬火时可以用水或其他液体进行冷却。
2. 活化阶段:
(1) 物理活化:将炭化后的固体炭放入特殊的反应容器中,经过高温高压的条件下进行物理活化。
常用的活化剂有水蒸气、CO2等。
活化剂通过一定的流速通过活化容器,与炭素反应,使其表面积增大。
(2) 化学活化:通过添加一定的化学物质(如碱性化合物)对炭素进行化学反应,从而增强其活性。
化学活化常用于制备高活性的活性炭。
以上就是活性炭的制作方法的大致流程。
不同的制作方法和工艺条件,制得的活性炭性质也会有所不同。
制备活性炭的方法
制备活性炭的方法活性炭是一种具有高度孔隙化特性的碳材料,具有很强的吸附能力和化学稳定性,常用于净化水、净化空气、催化剂载体等领域。
活性炭的制备方法主要包括物理法和化学法两类。
下面将详细介绍几种常用的活性炭制备方法。
1. 物理法制备活性炭:物理法制备活性炭通常包括炭化、激活和处理等步骤。
(1)炭化:炭化是将原料炭化成高纯度的碳材料的过程。
常用的炭化原料包括木材、椰壳、煤炭等。
炭化过程中,原料经过干馏、高温焙烧等处理,使其炭素化程度提高,同时去除杂质和挥发物。
(2)激活:激活是将炭化的材料进行物理或化学处理,增加其表面积和孔隙度的过程。
常用的激活方法包括蒸汽激活、化学激活和物理激活等。
蒸汽激活是将炭化材料暴露在高温蒸汽中,使其表面发生氧化还原反应,从而增加活性炭的孔隙度。
化学激活是将炭化材料浸泡在酸性或碱性激活剂中,使其发生化学反应,进一步增加孔隙度。
物理激活是通过物理方法,如高温焙烧和氧化等,使炭化材料的孔隙度增加。
(3)处理:处理是为了去除激活过程中产生的杂质和残留物,使活性炭纯度达到要求。
处理一般包括水洗、酸洗、高温焙烧等步骤。
水洗是将激活过的活性炭浸泡在水中,去除杂质和残留物。
酸洗是将活性炭浸泡在强酸中,去除硫酸根、硝酸根等残留物。
高温焙烧是在高温下进行烧结,去除活性炭表面的活性基团和有机物。
2. 化学法制备活性炭:化学法制备活性炭是通过化学反应将有机物转化为活性炭的方法。
(1)酸碱法:将有机物与酸或碱反应,在高温下进行脱氧、分子裂解等反应,生成活性炭。
酸碱法制备的活性炭具有较高的孔隙度和表面积。
(2)氯化碱法:将有机物与氯化碱溶液反应,经过氧化、裂解等反应,生成活性炭。
(3)高分子物质法:利用高分子材料(如聚苯乙烯等)经过石墨化、脱氢等反应,生成活性炭。
以上是常见的活性炭制备方法,不同的原料和工艺可以得到具有不同孔隙度和表面积的活性炭。
活性炭的制备方法选择应根据具体应用领域和要求进行合理选择,以获得性能稳定、吸附能力强的活性炭材料。
活性炭专业生产工艺流程课件
混合机
混合机是将磨细后的原材料粉末与其他添加剂或催化剂混合均匀的设备。混合机的设计应考虑混合效率、均匀性和批次处理 量等因素。
混合机的类型较多,如槽式混合机、双螺旋混合机、三维混合机等。选择合适的混合机要考虑原材料的物理性质、添加剂的 种类和数量以及生产规模的要求。
03
选择合适的炭化炉和活化炉要考虑原材料的性质、产品性能要求、能耗和环保 等方面的因素。同时,设备的维护和操作也需专业人员进行定期检查和操作。
05
活性炭生产质量控制
原料质量控制
原料选择
选用优质、低灰分的原料,如煤、木材等,确保活性 炭的品质。
原料检测
对原料进行质量检测,包括水分、灰分、挥发分等指 标,确保符合生产要求。
破碎机
破碎机是活性炭生产流程中的重要设备之一,用于将原材料破碎成适当大小的颗粒,以便后续的磨粉 和混合操作。破碎机通常由破碎室、转子、筛网等组成,破碎方式有冲击破碎和剪切破碎等。
破碎机的选择应根据原材料的硬度、颗粒大小和产量等因素进行考虑,以确保破碎效果和生产效率。
磨粉机
磨粉机是将破碎后的原材料进一步磨 细成粉末的设备,是活性炭生产中的 重要环节。磨粉机的主要作用是减小 原材料的粒径,增加其比表面积,提 高活性炭的吸附性能。
漂洗和干燥
漂洗
用清水漂洗活性炭,去除其表面的杂质和残留的活化剂。
干燥
将漂洗后的活性炭进行干燥处理,以去除其表面的水分。
成品包装
包装材料
选用防潮、防尘的包装材料,如纸袋、塑料袋等对活性炭进行包装。
标识和标签
活性炭生产工艺简介
原料煤的粉碎(200目,95%通过)
磨粉的目的是为了将煤进行预氧化处理,增加其表 面积,易于活化。氧化对煤的炭化及其后生产活性炭 的影响是巨大的。煤的氧化降低了煤受热的流动性, 提高了炭化物的微孔容积,煤的预氧化使得制备的炭 化料具有极高的微孔,有利于制备优质活性炭。例如: 不进行预氧化而直接活化的太西原料煤,其在930℃ 活化条件下进行活化试验3小时,I2值在530mg/g左 右,而采用预氧化工艺,柱状成型炭化后的颗粒在同 等活化条件下进行活化试验反应3小时后,I2值在 1000mg/g以上。
黏合剂的要求
① 含碳量高,热解时析焦率高,最后能够构成活性炭本身的 一部分,起到骨架作用。
② 具有一定的流变性能,对基质颗粒具有良好的浸润性,并 与基质混合后具有可塑性,有利于将基质原料加工成型为颗粒 状物质。
③ 具有粘结性,在工艺过程中能使基质结合成整体颗粒,并 赋予较高的机械强度。
④ 有助于形成活性炭颗粒内部的初步孔隙,并对加工过程无 不利影响,起造孔作用。以上最重要的是浸润作用和黏结作用。
③挥发分 无烟煤挥发分含量最低。挥发分含量过高,挥发出的 物质容易结焦,堵塞产品道;过低,不能为活化提供足够的燃料。 目前要求挥发份为7-8%。
④煤的反应性 反应性高的煤在活化和燃烧过程中,反应速度快、 效率高。
配煤
配煤是改善活性炭产品孔结构,提高活性炭产品吸附性能的一种好方法。 ①单种煤的结焦特性及其在配煤中的作用 肥煤:肥煤属中等变质程度的煤,挥发分范围较广,胶质层厚度大于25mm,受热
②灰分 煤灰分含量高会降低煤的发热量,影响炭化料及活性炭 产品的机械强度,影响活性炭的孔隙结构,降低活性炭的吸附能 力,使活性炭产品杂质增加,限制了煤基活性炭的应用领域。但 是有些矿物质如CaO,MgO,Fe2O3,K2O及Na2O等可以催化煤 中碳与水蒸气的反应,加快反应速度,提高活化炉的产量。一般 要求灰分≤6%,目前我们要求采用的原煤灰分≤3%。
活性炭生产工艺
活性炭生产工艺活性炭是一种多孔的高度吸附性材料,广泛用于水处理、空气净化、工业废气处理等领域。
活性炭的制造工艺主要分为物理法和化学法两种。
下面将介绍一种主要的活性炭生产工艺。
首先,在物理法生产活性炭时,首先选择适当的原材料,经过碳化和激活两个主要步骤完成制造过程。
原材料可以是各种含碳物质,如木材、煤炭和椰壳等。
碳化是指将原材料加热到高温下,在无氧条件下使其发生热分解反应,脱去非碳组分,增加碳含量。
这一步骤可以使用脱氧剂,如氧化锌、水蒸气或盐酸等。
碳化过程通常在500~900摄氏度进行,一般需要数小时至数天不等。
碳化完成后,就需要进行激活。
激活是指在高温下进一步处理碳化产物,生成更多的孔隙和增加比表面积,以提高活性炭的吸附能力。
激活过程可以使用化学激活剂,如锌氯酸、磷酸、氢氟酸等,也可以使用物理方法,如水蒸气激活。
激活温度通常在800~1000摄氏度之间,时间也会根据具体需要进行调整。
激活过程中,原材料的孔隙结构会发生变化,生成微孔、介孔和大孔等不同大小的孔隙,以提高活性炭的吸附性能。
完成激活后,还需要进行活性炭的后处理工艺。
首先是对活性炭进行破碎和筛分,将其分成不同的颗粒大小。
这是为了满足不同应用领域的需求,比如用于水处理的活性炭通常颗粒较小,而用于空气净化的活性炭颗粒较大。
然后是对活性炭进行洗涤和干燥处理,以去除残余的激活剂和水分,使得活性炭的性能更加稳定和可靠。
以上就是一种常见的活性炭生产工艺。
通过碳化和激活等步骤,原材料的炭化程度得到提高,并生成了丰富的孔隙结构,从而提高了活性炭的吸附性能。
活性炭生产过程中还需要进行破碎、筛分、洗涤和干燥等后处理工艺,以获得符合不同应用要求的产品。
活性炭的制造工艺不仅可以根据不同的原材料和产品要求进行调整,还可结合工厂的具体情况和设备条件进行优化,以提高生产效率和降低成本。
活性炭的生产工艺
活性炭的生产工艺活性炭是一种具有高度吸附能力的多孔性材料,广泛应用于环境治理、水处理、食品饮料工业、医药工业等领域。
活性炭的生产工艺可以分为两个主要步骤:原料准备和激活生产。
原料准备是活性炭生产的第一步。
活性炭的主要原料是木质材料、煤炭或其他有机物。
以木质材料为例,首先要选择适合的木材,如柳木、柚木等。
然后将木材进行破碎和筛选,去除杂质。
接下来将木材放入碳化炉中,在高温下进行干馏。
干馏过程中,木材中的水分和挥发性有机物会被除去,留下木质的碳质。
原料准备完成后,下一步是激活生产。
激活是指将原料中的非结晶碳质转化为多孔的活性碳。
激活的方法有化学激活和物理激活两种。
化学激活是在碳材料中引入一些化学试剂,如酸、碱等,通过化学反应,使碳材料的孔隙结构得到改变。
物理激活则是通过物理刺激来改变碳材料的孔隙结构,如高温加热、水蒸气处理等。
化学激活的生产工艺主要包括以下几个步骤。
首先是混合:将木质材料碾碎并与一定比例的化学试剂混合,如磷酸。
然后是干燥:将混合物放入烘箱中,使其干燥。
接下来是碳化:将干燥的混合物放入碳化炉中,在高温下进行碳化反应。
碳化后的物料称为炭前体。
最后是激活:将炭前体放入活化炉中,在高温下引入水蒸气,使其与炭前体反应,生成活性炭。
物理激活的生产工艺主要包括以下几个步骤。
首先是碳化:将原料放入碳化炉中,在高温下进行碳化反应。
然后是氧化:将碳化后的物料放入氧化炉中,通过氧化反应,使碳材料表面发生氧化。
接下来是激活:将氧化后的物料放入活化炉中,在高温下进行激活反应,生成活性炭。
无论是化学激活还是物理激活,激活后的产品需要经过多次清洗和干燥,以去除残留物和水分,最后进行筛选和包装,成为符合要求的活性炭产品。
总的来说,活性炭的生产工艺包括原料准备和激活生产两个主要步骤。
不同的激活方法和工艺参数会影响活性炭的孔隙结构和吸附性能。
通过不断优化工艺和控制生产参数,可以生产出具有高吸附性能和稳定质量的活性炭产品,满足不同领域的需求。
活性炭生产工艺流程图
生产工艺流程图
磷酸验收☆
原料木屑验收☆
炭活化☆
回收
漂洗
脱水
干燥☆
研磨
包材验收☆ 包材消毒☆ 包装☆
入库储存
注:带“☆”为生产关键控制点
工序操作说明
产品标签
植物活性炭
原料: 木屑
使用范围:酒
用量:1g/100g
使用方法:直接添加入酒中,不可直接食用
产品标准代号:GB29215-2012 生产许可证编号:
生产日期:见包装袋封口处
保质期:密封常温保存12月
贮存条件:存放在通风阴凉干燥处,避免高温及阳光直射净含量:20kg/袋
生产商:福建省沙县青杉化工碳素有限公司
地址:福建省三明市沙县青州镇涌溪村马铺
产地:福建省.三明市
电话:
非零售。
活性炭排放处理工艺流程
活性炭排放处理工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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全套活性炭制作工艺
活性炭由于生产工艺不同可分为柱状炭、压块炭、破碎炭、粉状炭、浸渍炭以及低灰分柱状炭、低灰分压块炭、低灰分破碎炭等系列品种。
下面分别介绍各系列品种的具体制作工艺:1、柱状活性炭生产工艺:原料煤由于原生植物、生成年代、煤化过程的不同,其灰分量,含碳量、粘结性也不同。
2、压块活性炭生产工艺:按确定的煤种配比磨粉成粒径约50微米的细粉;在压块机数百吨的压力下,将煤粉高压成煤块;将煤块破碎成要求的颗粒大小;将颗粒物置于特定的气氛中烘烤,炭化;置于特定气氛中进行物理法活化。
3、破碎活性炭生产工艺:与柱状炭工艺不同之处在于省去了将煤粉和粘结剂的混合物挤压成型的处理步骤,而是配煤后直接将原煤进行破碎、筛分,炭化和活化处理。
这种工艺叫直接活化法破碎炭,另外还有柱破型破碎炭,其工艺过程是在柱状炭工艺后期即活化后的柱状炭进行破碎筛分。
4、粉状活性炭生产工艺:关键工艺是制粉,它的前工艺过程根据产品要求,或采用柱状炭生产工艺,或采用压块炭生产工艺,或采用破碎炭生产工艺。
5、浸渍活性炭生产工艺:其原料可精选柱状活性炭,或精选压块活性炭,或精选破碎活性炭。
浸渍活性炭是以优质活性炭为载体,浸以不同的化学制剂,使其具有化学吸着或催化吸收的特点。
活性炭经添加浸渍剂后,在活性炭具有单一的物理吸附的基础上,使之又可与被吸附物发生化学吸着或催化吸收,从而大大提高了吸附的效率。
6、低灰分活性炭生产工艺:采用酸洗、碱洗、洗去金属或非金属氧化物,降低灰分,再水洗调节PH值烘干、质检后,筛包成为低灰分活性炭成品。
7、椰壳活性炭生产工艺:以椰壳、杏核等硬质果壳为原料生产的不定形颗粒炭,主要用于气相吸附、催化剂和催化剂载体,其工艺为椰壳、果壳先炭化,经破碎筛选至一定粒度后进入活化炉。
活化后,经振动筛、除砂机分离砂石,铁钉等杂质,再经机械破碎筛选成所需粒度的成品椰壳活性炭。
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球形活性炭的加工工艺
球形活性炭的加工工艺
球形活性炭的加工工艺包括以下步骤:
1. 选择原料:选择高质量的原料,通常是木材、某些种类的煤炭或废弃物的碳素化合物。
2. 制备原料:将选择的原料进行破碎、筛分和干燥等处理,以去除杂质、调整粒度和水分含量,并确保原料的统一性。
3. 碳化处理:将经过处理的原料放入到高温环境中,进行干燥和碳化处理。
碳化可以使用多种方法,例如干馏、热解或气化等,以使原料中的有机物质转变为纯碳。
4. 洗涤处理:将碳化后的材料进行洗涤处理,以去除残留的灰分、杂质和化学物质。
5. 活化处理:将洗涤后的材料进行活化处理,以增强其孔隙结构和吸附性能。
活化可以采用物理活化或化学活化的方法,例如使用水蒸汽或化学试剂进行处理。
6. 干燥处理:将活化后的材料进行干燥处理,以去除水分并提高产品的稳定性。
7. 粉碎和筛分:将干燥后的材料进行粉碎和筛分处理,以获得一定粒度范围内
的球形活性炭产品。
8. 磁选处理:对球形活性炭进行磁选处理,以去除铁等磁性杂质。
9. 包装和贮存:将最终的产品进行包装和贮存,以确保产品的质量和安全性。
以上是一般球形活性炭的加工工艺流程,具体的加工工艺可能会因原料的不同或产品的特定要求而有所差异。
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过渡孔(又叫中孔) 过渡孔 又叫中孔) 又叫中孔
比孔容积较小, 比孔容积较小,为0.02~0.10cm3/g,比表面积 , 为20~70m2/g,不超过其总比表面积的 %。 ,不超过其总比表面积的5%。 与大孔类似, 与大孔类似,过渡孔也具吸附质通过它而进 入其内部微孔的通道作用。 入其内部微孔的通道作用。可以应用毛细管 凝聚理论。 凝聚理论。 在气相色谱中, 在气相色谱中,过渡孔通过毛细凝聚作用吸 附并将吸附质凝聚成液体状态;液相色谱中, 附并将吸附质凝聚成液体状态;液相色谱中, 特别在吸附焦糖色之类大分子物质时, 特别在吸附焦糖色之类大分子物质时,过渡 孔具重要作用。 孔具重要作用。
活性炭的再生
通过除去活性炭孔隙中所吸附的物质可以使活 性炭得到再生。 性炭得到再生。采用的再生方法取决于活性炭的类 型和吸附物质的性质。 型和吸附物质的性质。再生工艺最重要的设备使再 生炉。再生分三个阶段:干燥、分解和活化。 生炉。再生分三个阶段:干燥、分解和活化。 再生方法有: 再生方法有: 热再生 溶剂和化学药品再生 生物再生法 管式炉法 光再生等
活性炭
简介:
活性炭为一种特殊的碳质材料,其优良 特点有: 发达的孔隙面积 巨大的比表面积 良好的稳定性质 很强的吸附能力 优异的可再生性
原料和分类
几乎任何含碳原料都可用来制活性炭, 几乎任何含碳原料都可用来制活性炭, 生产原料有废咖啡渣、废塑料、玉米芯、 生产原料有废咖啡渣、废塑料、玉米芯、和 污水处理产生的沉淀物等。 污水处理产生的沉淀物等。最初用于活性炭 生产的原料有煤、焦炭、木片、锯末、椰壳、 生产的原料有煤、焦炭、木片、锯末、椰壳、 石油焦分、泥煤等。 石油焦分、泥煤等。 活性炭按外观形状可分为:粉状活性炭、 活性炭按外观形状可分为:粉状活性炭、 颗粒炭、球状活性炭、成形活性炭、 颗粒炭、球状活性炭、成形活性炭、活性炭 纤维等。 纤维等。
气体活化法活化原理
木材炭化期间,大部分非碳元素- 木材炭化期间,大部分非碳元素-氢和氧在高 温下以气体形式脱除, 温下以气体形式脱除,而不含氢氧元素的碳形成类 似石墨的基本微晶结构, 似石墨的基本微晶结构,基本微晶的相互排列是不 规则的,微晶之间留有空隙。 规则的,微晶之间留有空隙。 常用三种过程来解释活化过程中产生孔隙的活 化机理: 化机理: 1.原有闭塞孔的开放 原有闭塞孔的开放 2.原有孔隙的扩大 原有孔隙的扩大 3.某些结构经选择性活化而产生新孔 某些结构经选择性活化而产生新孔
活性炭吸附理论
弗莱因得利希经验方程式 朗格缪尔方程式(单分子层吸附) 朗格缪尔方程式(单分子层吸附) BET方程式(多分子层吸附) 方程式(多分子层吸附) 方程式
影响吸附的各种因素
定量测定之前须将覆盖的物理吸附膜除去) 除气(定量测定之前须将覆盖的物理吸附膜除去) 压力(在结果准确和压力一致情况下可适当提高除 气压力) 气压力)
滞后现象
经典模型: 经典模型:墨水瓶模型 吸附时,气体压力由低到高,当达到一定压力 吸附时,气体压力由低到高,当达到一定压力pn时,瓶 口开始发生凝聚,但瓶内尚未发生凝聚, 口开始发生凝聚,但瓶内尚未发生凝聚,直到蒸汽压力逐渐 增加到p 瓶内才完全凝聚。在脱附时, 增加到 b时,瓶内才完全凝聚。在脱附时,蒸汽压力由高到 当降低到p 瓶体内的凝聚液应该蒸发, 低,当降低到 b时,瓶体内的凝聚液应该蒸发,但还没降到 瓶口蒸发时的相应压力p 瓶口蒸发时的相应压力 n。因而瓶口的液体阻碍了瓶体内液 体的蒸发。一直到压力降低到p 瓶口液体蒸发后, 体的蒸发。一直到压力降低到 n。瓶口液体蒸发后,瓶体内 的液体才能蒸发。因此, 的液体才能蒸发。因此,在同一压力下脱附过程的液体蒸发 量偏小,即脱附支上的吸附量高于吸附支上的吸附量, 量偏小,即脱附支上的吸附量高于吸附支上的吸附量,因而 在吸附等温线上就出现滞后环。 在吸附等温线上就出现滞后环。
活性炭发展展望
随着环境问题的日益突出, 随着环境问题的日益突出,活性炭作为 一种极好的吸附剂将会越来越受人们所重视。 一种极好的吸附剂将会越来越受人们所重视。 其在废水处理方面、防毒方面、 其在废水处理方面、防毒方面、医疗应用如 血液透析上的作用更是不可替代的。 血液透析上的作用更是不可替代的。未来在 各个领域里对活性炭的应用将会越来越多。 各个领域里对活性炭的应用将会越来越多。
活性炭孔隙结构
杜比宁建议,按孔隙半径可分为:
大孔(d/2<100nm) 大孔 过渡孔(d/2=2~100nm) 过渡孔 微孔(d/2<2nm) 微孔
大孔
比孔容积为0.2~0.8cm3/g,比表面积为 比孔容积为 , 0.5~2m2/g因其比表面积不大,吸附量有限。 因其比表面积不大, 因其比表面积不大 吸附量有限。 具有吸附质经它而进入其内部的过渡孔、 具有吸附质经它而进入其内部的过渡孔、微 孔的通道作用。 孔的通道作用。大孔中主要进行的是多分子 层吸附。因此可以应用BET BET理论之类的多层吸 层吸附。因此可以应用BET理论之类的多层吸 附理论。 附理论。 当活性炭用做催化剂载体时,较大的孔隙作 当活性炭用做催化剂载体时, 为催化剂附着的部位可能时比较重要的。 为催化剂附着的部位可能时比较重要的。
活性炭生产方法
物理活化法(气体活化法):将炭化物加热 物理活化法(气体活化法):将炭化物加热 ): 到某一温度并通入气体活化剂如CO2、O2 到某一温度并通入气体活化剂如 空气)、水蒸汽等进行活化。 )、水蒸汽等进行活化 (空气)、水蒸汽等进行活化。 化学活化法: 化学活化法:将含碳物质与化学药品活化剂 混合,然后炭化、活化,制取活性炭。 混合,然后炭化、活化,制取活性炭。
应用
饮用水净化 糖液脱色 地下水处理 废水处理 矿石浮选 医药方面 食品、 食品、饮料和食用油 干洗 电镀 化学过程和其他
活性炭的化学组成
元素组成: 元素组成:C.O.H.Cl等 等 有机官能团:羧基、 酚羟基、醌型羰基,此 有机官能团:羧基、 酚羟基、醌型羰基, 外还有醚、过氧化物、酯、荧光素式内酯、 外还有醚、过氧化物、 荧光素式内酯、 二羧酸酐、环状过氧化物等。 二羧酸酐、环状过氧化物等。 表面氧化物
温度和时间 吸附质 实验室间的试验
毛细凝聚现象
当可凝性气体在膜微孔中的压力高于气 体在孔内的饱和蒸气压时, 体在孔内的饱和蒸气压时,可能产生毛细管 凝聚。由于孔内凝聚液体的阻塞作用, 凝聚。由于孔内凝聚液体的阻塞作用,导致 非凝聚性气体的渗透速率下降, 非凝聚性气体的渗透速率下降,膜的选择性 提高。气体在微孔(毛细管 毛细管)中产生凝聚应符 提高。气体在微孔 毛细管 中产生凝聚应符 方程。 合Kelvin方程。 方程 方程表明, 方程表明,当凝聚物质与膜材料之间的接 触角θ<90°时,毛细管凝聚才有可能发生。 毛细管凝聚才有可能发生。 触角 °
活性炭微观结构
游离态碳有三种存在方式: 结晶态碳:金刚石、石墨、卡宾碳 结晶态碳:金刚石、石墨、 微晶质碳: 微晶质碳:以石墨状微晶为结构主体的游离 态碳类物质,如炭黑、木炭、活性炭、焦炭、 态碳类物质,如炭黑、木炭、活性炭、焦炭、 无烟煤等 无定形碳: 无定形碳:沥青 活性炭为一种类石墨状结构的微晶质炭
微孔
比孔容积为0.20~0.60cm3/g,对吸附来说,微孔是 ~ 比孔容积为 ,对吸附来说, 最重要的,由于其有很大的比表面积和比孔容积, 最重要的,由于其有很大的比表面积和比孔容积, 其比表面积可达每克几百平方米,甚至超过1000m2。 其比表面积可达每克几百平方米,甚至超过 比表面积约占总比表面积的95%。 比表面积约占总比表面积的 。 巨大的比表面积赋予微孔很大的吸附容量, 巨大的比表面积赋予微孔很大的吸附容量,其孔径 决定了其对于浓度极低的吸附质仍有良好的吸附能 微孔是吸附的主要场所, 力。微孔是吸附的主要场所,在吸附质分压比较低 的气相吸附中显得尤为重要。 的气相吸附中显得尤为重要。可应用容积充填理论 吸附量不但由比表面积决定, -吸附量不但由比表面积决定,而且也可以用孔隙 容积决定得理论。 容积决定得理论。