化学法木屑活性炭生产过程中影响氯化锌法活化的主要因素
东宁县废柞木屑制备活性炭工艺研究
收稿日期:2008-02-12基金项目:国家自然科学基金项目(30671651)作者简介:胡志杰(1970-)男,安徽蚌埠人,工程师,硕士,从事林产品化学加工以及活性炭方面的研究。
z j @631。
3通讯作者东宁县废柞木屑制备活性炭工艺研究胡志杰1,郑尊彬23(11南京林业大学,江苏南京210037;21东宁县翔英炭业有限公司,黑龙江东宁157212)摘 要 研究了氯化锌活化废柞木屑制备活性炭的工艺条件,探讨了浸渍比、活化剂浓度、活化时间和活化温度对活化效果的影响。
结果表明最佳工艺条件为:浸渍比为1∶215,活化剂浓度为60%,活化温度为650℃,活化时间为120m in 。
产品各项吸附指标均超过中国国家标准要求。
关键词 废柞木屑;氯化锌;活性炭中图分类号:T Q424.1 文献标识码:A 文章编号:1006-9690(2008)05-0060-03Study on Pr epa ra ti on Techn ology of Acti ve Ca r bon fr om Oa k W oodW a ste of D ongn i n g C oun tyHu Zhijie 1,Zheng Zunbin2(11College of Che m ical Engineering,Nanjing Forestry University,Nanjing 210037,China;21Xiangying Carbon Co 1Ltd,Dongning 157212,China )Abstra ct The technol ogy conditi ons f or p re pa r a tion of active carbon fr om oak wood waste by zinc chl o 2ride activati on and the factors influencing of the activa ti on were investigated 1The result showed that the op ti mum conditionswere the weight r ation of oak wood wa ste to the zinc chl oride soluti on is 1:215,the c oncentr a tion of zinc chloride solution is 60%,the activati on te mperature is 650℃and the activa ti on ti me is 120m in 1The ads or p ti on capability of ac tivated carbons ba sed oak wood waste exceed the china na 2ti on standards 1Key wor ds oak wood waste;zinc chl oride;active carbon 在黑龙江省天然次生林中,柞木(Q uercus mon 2g olica )林占有很大比重。
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。
氯化锌法制备杉木屑活性炭的研究
ｂ ｌ ｕ ｅ ａ ｄ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ（ Ｑ Ｍ Ｂ ）ａ ｎ ｄ ｉ ｏ ｄ ｉ ｎ ｅ ａ ｄ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｖ ｌ ａ ｕ ｅ（ Ｑ Ｉ ）ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍ ｐ ｌ ｅ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ａ ｎ ｌ ａ ｙ ｚ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｋ ｅ ｙ
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ０ ２ ５ ３ — ２ ４ １ ７ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ． ０ １ １
氯化 锌 法 制 备 杉 木 屑 活 性 炭 的研 究
卢 辛成 ， 蒋剑春 ， 孙 康， 谢新苹
（ 中国林业科 学研 究院 林产化学工业研 究所 ； 生物质化学利用 国家工程 实验 室； 国家林业局 林产
关键词 ： 杉木屑 ； 氯化锌 ； 活化 ； 活性 炭 ； 孔径分布 中图分类号 ： Ｔ Ｑ ３ ５ １ ； Ｔ Ｑ ４ ２ ４ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ０ ２ ５ ３— ２ ４ １ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３— ０ ０ ５ ９— ０ ５
Ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｃｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ａｃ ｔ ｉ ｖ ａ ｔ ｅ ｄ Ｃａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｆ ｒ ｏ ｍ
第３ ３卷第 ３期 ２ ０ １ ３年 ６月
林 产 化 学 与 工 业
Ｃｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ａ ｎ ｄ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｙ ｒ ｏ ｆ Ｆｏ ｒ ｅ ｓ ｔ Ｐｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ
Ｖ０ １ ． ３ ３ Ｎｏ ． ３
氯化锌活化木材液化物碳纤维孔形成历程与吸附特性
硝酸、硫酸、双氧水、甲醇等。
制备方法与过程控制
制备方法
采用氯化锌活化木材液化物的方法制备碳纤维。将木材液化物与氯化锌混合，在 惰性气体的保护下进行热解，得到碳纤维。
过程控制
控制热解温度、气氛和时间，以获得具有良好性能的碳纤维。同时，对制备过程 中的参数进行优化，如氯化锌的用量、热解温度等。
产品表征与性能测试
研究不足与展望
在氯化锌活化木材液化物制备碳纤维的过程 中，仍存在一些不足之处，例如制备条件对 碳纤维性能的影响、孔结构的调控方法等还 需要进一步优化和完善。
在该研究中，仅对碳纤维的吸附性能进行了 初步探讨，未来可以对碳纤维在其他领域的
应用进行深入研究，拓展其应用范围。
下一步工作计划建议
继续深入研究氯化锌活化木材 液化物制备碳纤维的工艺条件 对碳纤维性能的影响，优化制 备工艺，提高碳纤维的性能。
吸附动力学研究
吸附速率
研究木材液化物碳纤维在不同 条件下的吸附速率，如温度、
湿度、气体流量等。
动力学模型
利用动力学模型如 pseudofirst-order、pseudo-second-
order 等来描述吸附速率。
影响因素
探讨各种因素如孔径、比表面 积、表面化学性质等对吸附速
率的影响。
吸附等温线与吸附性能评估
形貌特征
观察孔洞的表面粗糙度、光滑度等形貌特征，分析其对性能的影响。
孔参数与性能关系
孔参数与吸附能力关系
研究孔的形状、大小、分布等参数与吸附性能的关系。
孔参数与机械强度关系
分析孔洞的形貌特征对木材液化物碳纤维的机强度的影响。
孔参数与热稳定性关系
探讨孔洞结构对木材液化物碳纤维热稳定性的影响。
氯化锌活化稻壳制备活性炭的研究
粮食与饲料工业CEREAL &FEED I N DUSTRY 2005,No.12 5 收稿日期:2005-06-21;修回日期:2005-10-08作者简介:左秀凤(1971-),女,讲师,在读硕士,主要从事谷物资源开发与绿色生物环保方面的研究。
氯化锌活化稻壳制备活性炭的研究左秀凤,朱永义(河南工业大学粮油食品学院,河南郑州 450052)摘 要:首先用氯化锌水溶液预浸渍稻壳,然后在马福炉中400～650℃下进一步炭化活化制取活性炭。
研究结果表明:随着活化剂的浓度及添加量的增加,活性炭的碘吸附值和得率都有所增加;提高活化温度和延长活化时间有利于增加碘吸附值,而产品得率有所降低。
此外,用体积分数为10%的盐酸洗涤活化样,回收氯化锌的同时降低灰分。
关键词:稻壳;氯化锌;活性炭;碘吸附值;得率中图分类号:TS210.9 文献标识码:A 文章编号:1003-6202(2005)12-0005-03A Study on Prepara ti on of Acti ve Carbon fro m R i ce Hull by ZnC l 2Acti va ti onABSTRACT:The p reparati on of active carbon was studied thr ough steep ing rice hull in ZnCl 2s oluti on and then further carbonizati on and activati on in a muffle furnace under high te mperature of 400℃～650℃.The results indicated that the i odine ads or p ti on value and the yield of the active carbon were increased al ong with increase of concentrati on and adding quantity of this activat or;higher activati on te mperature and l onger activati on ti m e were favorable f or increase of the i odine ads or p ti on value,while the yield was reduced .Further 2more,when the activated sa mp les were washed by 10%volu me hydr ochl oric acid,ZnCl 2could be recovered and the ash content of ac 2tive carbon could be reduced at the sa me ti m e .KE YWO R D S:rice hull;ZnCl 2;active carbon;i odine ads or p ti on value;yield 稻壳是碾米工业的主要副产物,约占稻谷籽粒质量的18%～22%,我国每年的稻壳产量约0.36亿t 。
氯化锌法活化脱硅稻壳制备活性炭的实验研究
氯化锌法活化脱硅稻壳制备活性炭的实验研究作者：魏善彪谢四才来源：《西部资源》2012年第02期摘要：本文通过以稻壳为原料，采用氯化锌活化法制备木质活性炭。
通过系统的对比实验，对主要的影响因素如浸渍比、活化液质量分数、活化温度、活化时间等因素加以分析研究。
实验结果表明：浸渍比是氯化锌活化法制备活性炭的最重要的影响因素；选择氯化锌活化法制备稻壳活性炭的浸渍比１︰2.0，活化温度550 ℃左右和活化时间60 min比较适宜。
关键词：氯化锌资源综合利用活性炭活性炭是一种多空碳材料，具有高度发达的孔隙结构和巨大的比表面积，吸附能力强、化学稳定性好、机械强度高、使用失效后易再生等特点。
作为一种优良的吸附剂及催化剂载体，广泛用于液体和气体的净化、溶剂回收及作催化剂载体等随着对环保问题的日趋重视。
稻壳是有一定碳含量的农业副产品，我国拥有丰富的资源，但它的灰分含量过高，不经降灰处理，很难生产出高质量的活性炭［１］。
本工作通过用以稻壳为原料，采用氯化锌活化法制备木质活性炭。
通过系统的对比实验，对主要的影响因素加以分析，如浸渍比、活化液质量分数、活化温度、活化时间等因素进行了研究。
1. 材料与方法1.1 试剂和仪器稻壳及试剂研究中所用的稻壳来自攀枝花盐边稻米加工厂，其工业分析如表１；试验当中所用硫酸、氢氧化钠、氯化锌等及采用吸附性能评价所用的亚甲基蓝试剂均为分析纯。
1.2 实验原理及方法活性炭产品吸附性能是评价活化效果指标，吸附性能不仅与活性炭比表面积有关，也与其细孔容积有关。
不同用途活性炭，对其孔径分布要求也不一样。
通常来讲，以碘吸附值、亚甲基兰吸附值、焦糖脱色力的高低分别评价活性炭中微孔、过渡孔、大孔发达程度。
本实验采用活性炭对亚甲基蓝溶液色素的吸附来评价产品活化效果。
实验中称取0.25克亚甲基蓝溶于250ｍＬ的容量瓶中，再用移液管量取2.5ｍｌ的亚甲基蓝溶液稀释200倍。
用量筒取100ｍＬ稀释的亚甲基蓝溶液于锥形瓶中，加入15ｍｇ的活性炭。
氯化锌活化法制备棉花秸秆活性炭的研究
氯化锌活化法制备棉花秸秆活性炭的研究焦其帅;胡永琪;陈瑞珍;郝宏强;庞秀【摘要】以棉花秸秆为原料,采用氯化锌活化法在不同操作条件下制备活性炭,通过检测活性炭样品的比表面积、亚甲基蓝吸附值和碘吸附值,探讨了浸渍比(氯化锌与原料的质量比)、活化时间和活化温度等操作条件对活性炭样品性能的影响.实验结果表明,在实验条件范围内,氯化锌活化法制备棉花秸秆活性炭适宜的操作条件如下:浸渍比为1.5:1,活化温度为550 ℃左右,活化时间为90 min,在较优条件下制得活性炭的比表面积可达1 403 m2/g,碘吸附值可达1 188 mg/g,亚甲基蓝吸附值可达238 mg/g.【期刊名称】《河北工业科技》【年(卷),期】2010(027)004【总页数】4页(P232-235)【关键词】活性炭;制备;氯化锌;棉花秸秆【作者】焦其帅;胡永琪;陈瑞珍;郝宏强;庞秀【作者单位】河北化工医药职业技术学院化学与环境工程系,河北石家庄,050026;河北科技大学化学与制药工程学院,河北石家庄,050018;河北化工医药职业技术学院化学与环境工程系,河北石家庄,050026;河北化工医药职业技术学院化学与环境工程系,河北石家庄,050026;河北化工医药职业技术学院化学与环境工程系,河北石家庄,050026【正文语种】中文【中图分类】TQ424活性炭孔隙结构发达、比表面积大,因此具有较强的吸附能力,作为一种优质吸附剂,在生产和生活的各个领域都有着广泛的用途。
目前,中国生产活性炭的原料主要是煤、木屑以及果壳等。
由于煤价价格较高,木屑、果壳等数量有限,因此随着工业技术的发展,用廉价的秸杆为原料制备活性炭会越来越受到人们的重视。
笔者以棉花秸秆为原料,以氯化锌为活化剂,在不同的浸渍比(氯化锌与原料的质量比,下同)、活化时间和活化温度条件下制备活性炭样品,通过测定活性炭样品的比表面积、碘吸附值、亚甲基蓝吸附值,探讨各实验条件对活性炭样品吸附性能的影响。
氯化锌法制备木质素活性炭的研究
责任编辑 罗芸 责任校对 李洪
氯化锌法制备木质素活性炭的研究
颜 涛, 李云雁* , 宋光森, 刘 平, 罗 渊 ( 武汉工业学院, 湖北武汉 430023)
摘要 [ 目的] 优化氯化锌制备高性能活性炭的操作参数。[ 方法] 以从棉浆黑液中提取的酸析木质素为原料, 采用氯化锌活化法制备 木质素活性炭, 并以得率和碘吸附值为考察指标, 选择氯化锌浓度等 4 个因素进行正交试验, 确定最佳工艺条件。[ 结果] 4 因素对氯化
锌制备活性炭的影响依次为: 陈放温度> 陈放时间> 浸渍比> 氯化锌浓度; 最佳工艺条件为: 陈放时间 12 h、陈放温度 120 、浸渍比 1 3、氯化锌溶液浓度 40% 、活化温度 600 、活化时间 70 m in、升温速率 10 /m in; 制备的活性炭得率为 46. 39% 、碘吸附值 839. 68mg/ g、亚
2. 5 1 926. 2 2 069. 8 2 298. 4 2 169. 9
481. 6 517. 4 574. 6 542. 5 93. 0
Dipping ratio 1 1. 0 1 1. 5 1 2. 0 1 3. 0 1 1. 0 1 1. 5 1 2. 0 1 3. 0 1 1. 0 1 1. 5 1 2. 0 1 3. 0 1 1. 0 1 1. 5 1 2. 0 1 3. 0 251. 6 243. 2 248. 1 255. 6 62. 9 60. 8 62. 0 63. 9 3. 1
洗后在 120 下干燥 3 h 后, 研磨粉碎过 200 目筛, 装瓶以待 检测。 1. 2. 3 木质活性炭性能的测定[ 5- 9] 。灰分含量按照 GB/ T 12496. 3- 1999 进行; 水分含量按照 GB/ T 12496. 4- 1999 进 行; 碘吸附值按照 GB/ T 12496. 8- 1999 进行; 亚甲基蓝吸附 值按照 GB/ T 12496. 10- 1999 进行; A 法焦糖脱色率按照 GB/ T 12496. 9- 1999 进行。 2 结果与分析 2. 1 陈放阶段各影响因素 以得率和碘吸附值为考察指 标, 在固定活化时间 50 min、活化温度 500 和升温速率 10
木材热解复习题
⽊材热解复习题填空题1.⽊材⼲馏按加热⽅式可分为：外热式和内热式两类。
2.粗⽊醋液澄清时，上层为澄清⽊醋液，下层为沉淀⽊焦油。
3.硬阔叶材由于⽐针叶材含有更多的⼄酰基和甲氧基，因此常被⽤作⽣产醋酸和甲醇的主要原料。
4.按加热终温的不同, ⽊材⼲馏可分为三种：900～1100℃为⾼温⼲馏，即焦化；700～900℃为中温⼲馏；500～600℃为低温⼲馏。
5.⽊炭按烧炭⼯艺的不同，⼜有⽩炭和⿊炭的区别。
6.⽊炭按原料来分：果核炭、果壳炭、⽊屑炭、煤质炭、原⽊⽊炭、⽯油焦焦炭、⾻炭、⽵炭7.⽊炭按加⼯温度来分：低温炭、中温炭、⾼温炭8.⽊炭按来源来分：天然炭、⼈⼯炭9.⽊炭按加⼯⽅式来分：⼟窑炭、机制炭、塑炭第1章1.⽊材热解时可以得到固体、液体和⽓体三类初产物.2.根据⽊材热分解过程的温度变化和⽣成产物的情况等特征，可以把⽊材⼲馏过程⼤体上划分为下列⼲燥阶段、预炭化阶段、炭化阶段、煅烧阶段四个阶段。
3.⽊材⼲馏过程⼤体上划分为四个阶段，其中有⼲燥阶段、预炭化阶段、煅烧阶段三个阶段是吸热阶段，另外有炭化阶段是放热阶段。
4.阔叶材⼲馏时得到的粗⽊醋液澄清时分为两层，上层为澄清⽊醋液，下层为沉淀⽊焦油。
⽽醋酸是在澄清⽊醋液中，酚类物质是在沉淀⽊焦油中。
5.半纤维素是⽊材主要组分中最不稳定的部分，在225—325℃分解。
6.在⽊材热解过程中，三个主要组分最激烈热解的温度范围是：半纤维素为180~300℃，纤维素为240~400℃，⽊素为280~550℃。
7.⽊材炭化时得到的焦油量随⽊材的种类、热解的最终温度和升温速度，以及加热⽊材的⽅法⽽不同。
松⽊⽐阔叶材的焦油产量⾼；在550℃以下，焦油的产量随着热解最终温度的升⾼⽽增⼤，降低设备的总压⼒能增加焦油的产量。
第2章1.随着炭化温度的升⾼，⽊屑炭的得率降低，⽽固定碳含量却增加。
2.炭化的速度影响到炭化装置的⽣产率⼤⼩。
加快炭化速度，缩短炭化时间可以提⾼炭化装置的利⽤率。
机械力化学法制备氯化锌法活性炭及其性能表征
ｓ ｅｄｓ ｂ ｔｎｏ ｅｐｅ ａｅ ｃｉ ｔ ａｂｎ ｕ ｄｒｔｅｏｔ ｕ ｏ ｄｔ ｎｗ ｒ ｄｒ ｅ ｒｍ ａｓｒｔ ｎ ｉ ｔｅ （ ２ａ ｉ ｉｒ ｕｉ ｆｈ ｒｐ ｒｄａｔ ａｅ ｃｒｏ ｎ ｅ ｈ ｐｉ ｍ ｃｎ ｉｏ ｅｅ ｅｉ ｄｆ ｄｏ ｉ ｓ ｈ ｒ ｚ ｔ ｉ ｏ ｔ ｖ ｄ ｍ ｉ ｖ ｏ ｐ ｏ ｏ ｍｓ Ｎ ｔ ７ ．Ｔ ｅｒｓｌ ｈ ｗ ｄｔａ ｔ ｐｉ ｕ ｃ ｎｌ ｙｃｎ ｉｏ ｎｌｄ ｎ １ ｗ ｏ ｏｒｒｔ ． ０， ｌｎ ｉ Ｏ ｎ ７Ｋ） ｈ ｅｕｔ ｓｏ ｅ ｈｔ ｈ ｏ ｔ ｍ ｔ ｈ ｏ ｇ ｏｄｔ ｎ ｉ ｕ ｅＺ Ｃ２ ｏｄ ｆｕ ａ ｏ３ ０ ｍｉｉｇｔ ｓ ｅ ｍ ｅ ｏ ｉ ｃ ／ ｌ ｉ ｌ ｍｅｌｍｉ，
机 械 力化 学 法 制备 氯 化 锌 法 活 性 炭 及 其 性 能 表 征
▲
摘
ＬＩＳ ｑｉｎ ｕ— ｏ ｇ
李素琼 黄 彪 ， ， 林冠烽 ，陈燕丹 陈卫群 陈翠 霞 ， ，
（． １ 福建农林 大学 材料工程 学院 ，福 建 福 州 ３０ ０ ； ５ ０ ２ ２ 福建省林 业科 学研 究院，福 建 福 州 ３ ０ １ ） ． ５０ ２
第３ ２卷第 ２期
２１ ０ ２年 ４月
林 产 化 学 与 工 业
Ｃｈ ｍｉｔｙ ａ ｄ Ｉ ｄ ｓｒ ｆＦｏ ｅ ｔＰ ｏ ｕ ｔ ｅ ｓｒ ｎ ｎ ｕ ｔ ｏ ｒ ｓ ｒ ｄ ｃｓ ｙ
Ｖｏ ． ２ Ｎｏ． Ｉ３ ２ Ａｐｒ ２ ２ ． ０１
Ｕ ｕ ｑｏ ｇ Ｓ — ｉ ｎ ，ＨＵＡＮＧ ａ ，ＬＩ Ｇｕ ｎ．ｅ ，ＣＨＥＮ ｎ ｄ ｎ Ｂｉｏ Ｎ ａ ｆｎｇ Ｙａ — ａ ，ＣＨＥＮ ｅ — ｎ Ｗ ｉｑｕ ，ＣＨＥＮ ｉｘ ａ Ｃｕ — ｉ
化学药品活化法生产活性炭
1 、氯化锌在活化过程中的作用 （1）.润胀作用： 氯化锌对植物原料中的纤维素起润胀、胶溶以致溶 解作用，药液渗透到原料内部，溶解纤维素而形成 孔隙。 木屑等植物原料中总纤维素的含量达60--70％。据认 为，在不到200℃的温度下，通过氯化锌的电离作用 能使纤维素发生润胀。并将持续到纤维素分散成肢体 状态为止。在这同时还会发生一些水解反应和氧化反 应，使高分子化合物逐渐解聚，形成一种部分解聚化 合物与氯化锌组成的均匀塑性物料。这样当生产糖用 炭时，在靠近物料开始炭化的炉壁，特别容易发生粘 结现象。当用氯化锌和木屑生产颗粒活性炭时，锌屑 料在150--200℃下进行预处理，既能得到塑性物料。 如果锌屑比较高，物料在100℃以下就能塑化。 另外，在制造钢纸时，也是用浓氯化锌溶液浸渍原 纸，使表面发生剧烈润胀与被溶作用而胶化。这些都 说明氯化锌对纤维索的润胀作用。
①、斯列普活化炉构造P443
ⅰ
ⅱ
ⅲ
由ⅰ炉本体、 ⅱ蓄热室和
ⅲ
烟囱组成。
5、氯化锌活化法的特点
氯化锌法是化学药品活化法中应用最广的一种 方法，它有许多优点。 a. 产品得率高，每吨活性炭只需消耗2.1-2.5吨 绝干木屑。 b. 活化温度低，一般在500-520 ℃左右，因而 减少了高温操作带来的麻烦。 c. 产品的规格可通过调整锌屑比，能调节活性 炭的比孔容积和孔径分布。 d. 用氯化锌法制得的活性炭具有某些独特的性 质，是其他方法难以代替的。特别在物理化学 性质上与用水蒸汽法制得的活性炭有许多差别， 使用氯化锌法的产品更适合于液相的应用，特 别对糖液的脱色效果更好。
(5)非碳元素的作用 有人认为，不同的非碳元素对碳的活化作用是不同的。如元 素钾，它可以渗透到微晶的六角形片状体之间，将它们部分 地撑开。这些非碳原子除了当作碳原子，达到更有效的空间 和结构排列之外，还合成为活性炭分子结构的一部分。如氧 以共价键与碳结合形成稳定的表面氧化物。碳与硫原子的结 合也是类似于表面氧化物的化学结合。氮和碳是以类似脂基 的形式结合。而氢与碳的结合，活化之前是以碳氢链和环的 形式联结在六角形片状体边缘的原子上；活化期间，在 950℃以下，这些氢大部分被除去，还有一少部分氢即使在 活化之后仍留在炭上，只有在很高的温度下，才逐渐地被除 去，而正随着这些氢的减少，活性炭的吸附力也逐渐降低。 因此有人认为牢固地结合在活性炭上的一些非碳元素能够提 供一些吸附键，使活性炭的吸附能力提高。如这些活性炭具 有的特殊吸附力和催化作用，就是因为有一些非碳元素—氧、 铁和氢的存在。这些非碳元子的影响还可能扩展到邻近的碳 原子上。就象把一个极性基因引入一个有机化合物的结构中， 影响远处的原子的化学性质一样。
氯化锌法在活性炭活化中的应用
官网地址： 氯化锌法在活性炭活化中的应用用氯化锌和其他化学药物作为活化剂生产活性炭的方法，称为化学药剂活化法，简称化学法。
常用的化学药物有氯化锌、磷酸，也有用硫酸钾和硫化钾的，国内主要用氯化锌作为活化剂。
氯化锌的活化作用主要是：1. 氯化锌对植物原料中的纤维素起润胀、胶溶以致溶解作用，药液渗透到原料内部，溶解纤维素而形成孔隙。
2. 氯化锌在高温下具有催化脱水作用，使原料中的氢、氧原子以水的形式分离出来，使更多的碳保留在原料中，提高了活性炭的得率。
用氯化锌作活化剂，能降低活化温度，活化时产生的焦油颜色明显变浅，这说明木屑的活化过程与通常的热解反应有所不同。
3. 氯化锌在炭化时能起骨架作用，即它们在原料被炭化时给新生的碳提供一个骨架，让碳沉积在它的上面。
新生的碳具有初生的键，有吸附力，能使碳与氯化锌等锌化物结合在一起。
当用酸和水把氯化锌等无机成分溶解洗净之后，碳的表面便暴露氯化锌连续法生产粉状活性碳。
氯化锌连续法生产粉状活性炭的工艺流程如下：1. 屑的筛选和干燥官网地址： 木屑由斗式提升机送到振动筛筛选，选取6—40目木屑，由鼓风机输送到旋风分离器，分离后的木屑落如贮仓中。
然后进行气流干燥，木屑由贮仓下面圆盘加料器定量连续地落入螺旋进料器，加入热风管，由热风炉来的热空气高速气流带走及干燥，木屑含水率由原来的40%左右下降到15%—20%，干木屑在旋风分离器分离后落入干木屑贮仓。
2. 化锌溶液的配制氯化锌溶液的配制是根据生产的要求，配制规定浓度的氯化锌溶液。
配制时，将回收工序回收的浓度40美度的锌液，用泵泵入配锌池中，再加入固定氯化锌和盐酸，配制成规定浓度和酸碱度的氯化锌溶液，或直接用水配制亦可，然后用泵泵入浓锌池备用。
3.捏和用泵将浓锌池的氯化锌液泵入浓锌液高位槽，由于木屑贮仓下部落下的木屑用斗式提升机提升至计量槽，一定量的木屑放入捏和机，同来自高位槽的定量浓锌液拌和后，倒入回转炉的料斗中。
4.活化由料斗下部的圆盘加料器和螺旋进料器将木屑加入回转炉，从炉的另一端通入热烟道气，将木屑炭化和活化，活化料落入出料室，定期取出，用小车推到回收工序的斗式提升机加料处官网地址：5. 回收、漂洗开动斗式提升机，将活化料加入回收桶回收氯化锌。
氯化锌活化法制备木质活性炭研究
第14卷 第1期2006年2月材 料 科 学 与 工 艺MATER I A LS SC I ENCE &TECHNOLOGYVol 114No 11Feb .,2006氯化锌活化法制备木质活性炭研究张会平1,叶李艺2,杨立春2(1.华南理工大学化工与能源学院,广东广州510641;2.厦门大学化学与生物工程系,福建厦门361005)摘 要:采用氯化锌活化法在不同操作条件下制备木质活性炭产品,通过实验测定相应的活性炭得率及活性炭的碘值、亚甲基蓝吸附值和苯酚吸附值.分析研究了氯化锌活化法制备活性炭工艺过程中各种操作参数如浸渍比、活化时间和活化温度对活性炭的得率、活性炭碘值、亚甲基蓝吸附值和苯酚吸附值的影响.实验结果表明,浸渍比是氯化锌活化法制备活性炭的最重要的影响因素.综合考虑活性炭的得率和吸附性能受活化操作参数的影响规律,探讨了氯化锌活化法制备木质活性炭的最优操作参数.在实验范围内,选择氯化锌活化法制备木质活性炭的浸渍比100%,活化温度500℃左右和活化时间60～90m in 比较适宜.关键词:活性炭;活化;炭化;吸附;氯化锌中图分类号:T Q351127文献标识码:A文章编号:1005-0299(2006)01-0042-04Prepara ti on of acti va ted carbon from s awdust by chem i ca l acti va ti on w ith z i n c chlor i deZHANG Hui 2p ing 1,YE L i 2yi 2,Y ANG L i 2chun2(1.School of Che m ical and Energy Engineering,S outh China University of Technol ogy,Guangzhou 510641,China;2.Dep t .of Che m ical and B i oche m ical Engineering,Xia men University,Xia men 361005,China )Abstract:Activated carbons were p repared fr om sa wdust by chem ical activati on with zinc chl oride under dif 2ferent operati on conditi ons .The effects of operati on para meters such as i m p regnati on rati o,activati on te mpera 2ture and ti m e on the ads or p ti on p r operties of activated carbonswere measured and analyzed in order t o op ti m ize these operati on conditi ons .The experi m ental results show that both the yield and the ads or p ti on for i odine,methylene blue and phenol of activated carbon can reach a relatively higher value in the che m ical activati on p r ocess under the experi m ental conditi ons that the carbon is activated for 60～90m inutes .with the i m p regna 2ti on rati o of 100%at the activati on te mperature of 500℃which are the op ti m um activati on conditi ons in mak 2ing wood activated carbon .The most i m portant operati on para meter in che m ical activati on with zinc chl oride is the i m p regnati on rati o .Key words:activated carbon;activati on;carbonizati on;ads or p ti on;zinc chl oride收稿日期:2003-02-25.作者简介:张会平(1964-),男,博士,教授. 活性炭作为多孔吸附材料具有丰富的内部孔隙结构和较高的比表面积,微孔孔容和中孔孔容较大,广泛应用于各种工业生产过程之中.按照I U P AC 的规定,微孔是直径为0～2n m 的孔,中孔是直径为2～50n m 的孔,而大孔是直径为大于50n m 的孔.在中国,去年全国活性炭的产量已经达到20万吨,其中约4万吨是木质活性炭.煤、木材和果壳(核)等各种高含碳物质是生产活性炭的主要原材料.活性炭的孔结构特征和吸附特性受到原材料种类和活化工艺方法与工艺参数的影响均较大.活性炭可以简单分为物理活化法和化学活化法两种.物理活化法俗称两步法,先将原料在一定温度下炭化,然后用物理活化剂如水蒸气或二氧化碳在高温下进行活化;化学活化法俗称一步法,化学活化剂如氯化锌、磷酸、K OH 和碳酸钾等与原料混合浸渍后,在一定温度下将炭化活化同时进行.世界各国对活性炭的各种制备方法进行了广泛的研究[1～7].但是,如何优化各种操作参数,根据用户需求生产相应的活性炭产品是一个前沿性的研究课题.本文以福建三明林区的林业废料木屑为原料,采用氯化锌活化法制备木质活性炭,通过测定各种操作参数对活性炭的碘值、亚甲基蓝吸附值和苯酚吸附值的影响关系,优化制备活性炭的操作参数,研究探讨制备高性能活性炭的最优操作条件.1 实 验实验所用木屑取自于福建三明林区.通过适当筛选所得木屑尺寸是8×20目,使用前将木屑用水清洗后在120℃干燥24h 备用.采用意大利卡劳尔巴E A /MA1110CH NS/O 元素分析仪对木屑的成分加以分析,分析结果显示,木屑中C,H,N 的含量分别为4816%,613%,0125%.实验所用分析纯氯化锌、碘、亚甲基蓝、苯酚和盐酸等均由上海试剂厂提供.实验装置如图1所示.中心石英反应管处在上海实验电炉厂生产的SK2-2-12H 回转式电炉中间,反应管直径和长度分别为29mm 和790mm.反应器由电阻加热,加热速度为10℃/m in,反应温度用KSJ 温度控制器控制.实验过程中,先将30g 备用的木屑与23m l 不同浓度的氯化锌溶液混合搅拌均匀,浸渍1h,然后在120℃温度下加热炭化12h .随之将以上样品置于反应器中间,在实验设定的温度(300～700℃)下活化30～300m in .图1 活性炭的活化试验装置示意图 活化得到的样品用011mol/L 的HCl 溶液煮沸20m in 后,继续用011mol/L 的HCl 溶液反复清洗,随之用蒸馏水清洗至残液无Cl -检出为止.最后将所得活性炭样品在120℃温度下干燥12h 留作分析检测.活性炭的碘吸附值,亚甲基蓝吸附值和苯酚吸附值是根据中国国家标准G B /T 1249611～22-1991[8]所规定的的标准实验方法测定.2 实验结果与讨论在化学活化法制备活性炭的生产工艺中,即使保证原材料的品质始终如一,活性炭的吸附特性和孔径分布受到各种操作因素的影响都会很大.本文通过分别改变氯化锌对木屑的重量比即浸渍比,活化时间和活化温度来制备活性炭,同时测定不同活化条件下的活性炭得率,以及活性炭对碘、亚甲基蓝和苯酚的吸附值,探讨各种操作参数对活性炭的吸附性能的影响.211 浸渍比的影响浸渍比,即化学活化剂(如氯化锌)与木屑的质量比,是化学活化法(包括氯化锌活化法)制备活性炭工艺过程中最重要的影响因素[5,6].为了解浸渍比对活性炭吸附特性的影响,分别在不同浸渍比条件下将木屑在500℃活化温度条件下活化60m in 制备活性炭,然后测定不同浸渍比下制备所得活性炭的碘吸附值,亚甲基蓝吸附值和苯酚吸附值,实验结果如图2、3所示. 由图2可知,活性炭的得率随着浸渍比的提高而提高,但是当浸渍比增加到150%以后,得率的变化较小,因为得率不可能无休止的增加,受到本身含炭量多少的限制,而且本实验是在较优的温度条件下进行,氯化锌对炭骨架具有保护机能,加上活化时间较短,活性炭的烧失很难发生,同时,在活化过程中,氯化锌具有催化脱羟基和脱水作用,使原料中氢和氧以水蒸气形式放出,并抑制焦油的产生,避免堵塞气孔,从而形成多孔性结构.Ah madpour [5,6]等人认为,氯化锌作为一种Le wis 酸,可以促进芳烃缩合反应,使一部分分子变稳定而减少挥发组分和焦油的形成,从而提高活性炭的得率.由图3可知,随着浸渍比的增加,活性炭的碘值、亚甲基蓝值和苯酚吸附值逐步提高,在浸渍比为100%时达到最大,随后则随着浸渍比的增加而逐步减小,但是,这种减小到一定程度后就变得不明显.结果表明,浸渍比保持在100%时,活性炭的得率、碘值、亚甲基蓝吸附值和苯酚吸附值均会处于一个相对较高的值.212 活化时间的影响为了测定活化时间对活性炭吸附性能的影响,将浸渍比固定为100%,活化温度固定为500℃,将木屑活化不同的时间制备木质活性炭,然后测定活性炭的得率、活性炭的碘值、亚甲基蓝吸附值和苯酚吸附值,实验结果如图4和图5所示.・34・第1期张会平,等:氯化锌活化法制备木质活性炭研究 由图4可知,活性炭的得率随着活化时间的增加而逐步降低,当活化时间超过120m in后,活性炭的得率基本上不随活化时间的延长而改变,这与氯化锌活化的机理[9,10]是相吻合的,因为在500℃下,氯化锌炭骨架随着活化时间的增加不会改变太多.由图5可以看出,活性炭的碘值、亚甲基蓝吸附值和苯酚吸附值,在木屑未完全炭化和活化前的活化时间区间内,活性炭的碘值、亚甲基蓝吸附值和苯酚吸附值随着活化时间的延长而逐步增加,增加的速度较快,直到90m in达到一个最大值,随之略有下降,然后都基本上保持不变.活化时间对活性炭吸附性能的影响结果表明在活化初期,木屑炭化后活化反应还没有得到完全,达到一定时间后活化反应进行完全,活性炭的碘值,亚甲基蓝吸附值和苯酚吸附值达到最高,但是随着活化时间的进一步增加,活化反应进行基本完全的活性炭上的炭骨架或多或少的会与氧发生反应生成气体排出,造成活性炭上已有的部分微孔和中孔分别转变为中孔和大孔,使得比表面积降低,其碘值,亚甲基蓝吸附值和苯酚吸附值有所下降,这种下降不明显,原因是实验所选定的活化温度不是很高,在此温度下炭骨架相对比较稳定.以上实验研究表明,在试验范围内,活化时间选择在60～90分钟为宜.213 活化温度的影响为了解活化温度对活性炭得率和活性炭吸附性能的影响,保持浸渍比为100%和活化时间为60m in不变,在不同的温度条件下制备木质活性炭,实验结果如图6和图7所示.由图6可知,活性炭的得率随着活化温度的升高逐步下降,降低速度很快,下降到一定程度以后,也就是活化温度达到600℃以后,活性炭的得率随温度的变化很小甚至是基本不变.由图7可知,活性炭的碘值、亚甲基蓝吸附值和苯酚吸附值的变化趋势相同,三者均是随着温度的升高而逐步上升,上升速度很快,在500℃温度达到一个最大值,随后则随着温度的升高而逐步降低,但是,这种降低的趋势较慢,幅度较小.这是因为在不同温度下,氯化锌活化法活化过程中的反应机理[10]不同,炭的烧失不同.胡淑宜等人通过热分析法研究氯化锌法生产木质活性炭的热解过程[10]发现,添加氯化锌药品从根本上改变了原木材的热分解历程.在200℃左右,基本上就完成了炭化过程,在400℃之前的一段温度范围内,形成较稳定的凝聚炭结构;在420～520℃,氯化锌药品适宜地侵蚀炭体,造就孔隙,形成发达的石墨微晶结构;温度高于520℃以后,随着温度的升高,在氧的氛围中,氯化锌活性炭结构松弛解体,氯化锌逐渐气化、氧化,失去对炭结构的保护机能,烧失量增大.所以,在高于500℃以上高温下,活性炭的得率较低,而活性炭的亚甲基蓝吸附值和苯酚吸附值则随温度的变化在500℃左右出现最大值,温度过高,活性炭的吸附性能反而下降. 实验结果表明,综合考虑活性炭的得率和活性炭的吸附性能受活化温度的影响规律,在实验范围内,氯化锌活化法制备木质活性炭的活化温度选择在500℃左右为宜.3 结 论1)氯化锌活化法制备活性炭工艺中,浸渍比是最重要的影响因素,活化温度和活化时间其次.2)活性炭的得率随着浸渍比的提高而逐步提高,但是随着活化时间和活化温度的升高而逐步降低.活性炭的吸附性能指标如碘值,亚甲基蓝吸附值和苯酚吸附值都是随着浸渍比,活化时间和活化温度的升高而逐步上升,上升的速度较快,上升到一个最大值后都随之逐步降低,但是这种降低到一定程度后,趋势十分不明显.3)综合考虑活性炭的得率和活性炭的吸附性能,采用氯化锌活化法制备木质活性炭的最优操作参数是氯化锌对木屑的浸渍比为100%,活化时间60～90m in,活化温度500℃.・44・材 料 科 学 与 工 艺 第14卷 参考文献:[1]LUA A C,G UA J,Activated carbon p repared fr om oilpal m st one by one-step CO2activati on for gaseous pol2 lutant re moval[J].Carbon38,2000:1089-1097. [2]LOZ ANO C ASTE LLO D,L I L LO RODE NAS M A,C A2Z ORLA AMOROS,et a l.Preparati on of activated car2 bons fr om Spanish anthracite I.Activati on by K OH[J].Carbon,2001,39(5):741-749.[3]C OONEY DO,Ads or p ti on design f or waste water treat2ment[M],Boca Rat on,F L:CRC Press LLC,1999. [4]HAY AS H I J,K AZEHAY A A,MUROY AMA K,et al.Preparati on of activated carbon fr om lignin by che m ical activati on[J].Carbon38,2000:1873-1878.[5]AHMADP OUR A,D D D.The p reparati on of activatedcarbon fr om macada m ia nutshell by che m ical activati on[J].Carbon,1997,35(12):1723-1732.[6]AH MADP OUR A,D D D.The p reparati on of activatedcarbon fr om coal by che m ical and physical activati on [J].Carbon,1996,34(4):471-479.[7]BERNARDO EC,EG ASH I RA R,K AWAS AKI J.De2col orizati on of molasses’waste water using activated car2 bon p repared fr om cane bagasse[J].Carbon,35(9), 1997:1217-1221.[8]G B/T1249611～22—1991.中国国家标准———活性炭的标准试验方法[S].[9]杨立春,活性炭制备技术的研究[D],厦门:厦门大学,2000.[10]黄碧中,胡淑宜,热分析法研究磷酸法活性炭生产过程———热分析法研究药品法活性炭生产机理之一[A],1996年全国活性炭学术交流会论文集[C],烟台,1996.(编辑 张积宾)(上接第11页) fracture of p iezoelectric cera m ics[J].Pr oc SP I E, S mart StructMater,1993,1916:78-86.[16]F ANG F,Y ANG W.Poling-enhanced fracture resist2ance of lead zirconate titanate ferr oelectric cera m ics[J].M ater Lett,2000,46:131-135.[17]H WANG S C,LY NCH C S,MC M EEKI N G R M.Fer2r oelectric/ferr oelastic interacti ons and a polarizati ons witching model[J].Acta Metall Mater,1995,43:2073-2084.[18]BUSCHE M J,HSI A K J.Fracture and domain s witc2hing by indentati on in bariu m titanate single crystals[J].Scri p ta M ater,2001,44:207-212.(编辑 吕雪梅)(上接第38页)熔覆层中由于Al203陶瓷相的存在,不仅影响了微动磨损机制(磨粒磨损),而且阻碍了对其表面的磨削以及疲劳裂纹的产生和扩展,提高了材料的抗微动磨损性能,同时激光重熔使凝固组织晶粒细小,也是提高材料耐磨性能的因素之一.3 结 论1)等离子喷涂过程中α-Al2O3部分转变为γ-Al2O3,喷涂层为α-Al2O3和γ-Al2O3的混合组织.2)激光重熔后熔覆层的陶瓷相变为单一的体心四方结构的δ-A l203陶瓷相,其点阵常数为a0=71943×10-8c m,c0=231500×10-8c m,由表及里,δ-A l203陶瓷颗粒数目呈梯度分布于表层、次表层和过渡层.3)熔覆层的硬度约为150～170Hv100g,明显高于基体材料的硬度,且离散性较小,陶瓷复合熔覆层的耐微动磨损性能(S=11988)也比基体材料(S=21837)有较大的提高,其耐磨机制为磨粒磨损和疲劳磨损的综合作用,但以磨粒磨损为主.参考文献:[1] 欧阳家虎,裴宇韬,雷廷权,等.Ti N p/镍基合金复合耐磨涂层的激光熔覆[J].中国激光,1995,A22(2):144-150.[2]M iller Rober A,Lowell Carl E.Failure mechanis m s ofther mal barrier coatings exposed t o elevated te mpera2tures[J].Thin S olid Fil m s.1982,95:265-273. [3] K NOTEK O,E LSI N G R,ST RO MPE N N.On the p r oper2ties of p las ma-s prayed oxide and metal-oxide coatings[J].Thin S olid Fil m s,1984,118:457-466.[4] SI V AK UMAR R,MORD I KE B ser melting ofp las ma s p rayed cera m ic coatings[J].Surface Engi2neering,1988,4:127-140.[5] MOH A M ME D JASI M K,RA WL I N GS R D,WEST D R F.Characterizati on of plas ma-s prayed layers of fully yttria-stabilized zirconia modified by laser sealing[J].SurfaceCoating and Technol ogy,1992,53:75-86.[6] Z AP LATY NSKY I.Perf or mance of laser-glazed zir2conia ther mal barrier coatings in cyclic oxidati on andcorr osi on burner rig tests[J].Thin Solid Fil m s,1982,95:275-284.[7] 杨元政,刘正义,庄育智.等离子喷涂A l2O3陶瓷涂层的结构与组织特征[J].兵器材料科学与工程,2000,23(3):7-11.[8] 斯松华,袁晓敏,何宜柱.激光熔覆A l2O3陶瓷涂层组织结构[J].安徽工业大学学报,2002,19(3):189-191.[9] Y ANG Yuanzheng,ZHU Youlan,L I U Zhengyi,et al.Laser re melting of p las ma s p rayed A l2O3cera m ic coat2ings and subsequent wear resistance[J].MaterialsScience and Engineering A,2000,A291:168-172.[10] 斯松华,袁晓敏,何宜柱.激光熔覆等离子喷涂A l2O3陶瓷涂层组织结构研究[J].表面技术,2002,31(4):11-14.(编辑 张积宾)・54・第1期张会平,等:氯化锌活化法制备木质活性炭研究。
氯化锌活化法制备木屑活性炭工艺优化研究
2018年10月氯化锌活化法制备木屑活性炭工艺优化研究王志富(衢州市蓝天环保节能设备厂，浙江衢州324000)Research on Process Opt im izat ion ofPreparat ion of Sawdust Act ive Carbon byZinc Chloride Act ivat ionWANG Zhifu(Quzhou Lantian Environmental Protection &Energy-saving Equipment Factory,Quzhou324000，China)摘要：木屑活性炭在众多工业领域有广泛的应用，且可利用现有的木屑废料作为原料进行加工生产，但传统的氯化锌活化法生产木屑活性炭存在效率低，安全性不高等问题。
优化了传统氯化锌生产木屑活性炭生产工艺，从而提出一种流态化木屑干燥工艺方案，从木屑制备活性炭的整个工艺流程上进行重新合并设计，引入新型旋风分离器、双轴搅拌螺旋输送机、回转式冷却炉等新型设备，将相近的几个工艺环节进行合并，从而提升了整个制备生产效率，且提高了安全性。
关键词：活性炭；木屑活性炭；氯化锌活化法Abstract:Wood activated carbon has been widely used in many industrial fields,and can use existing wood waste as raw ma⁃terials for production.However,the traditional production meth⁃od of zinc chloride activated sawdust charcoal has low efficiency,and the security is not high.The production process of traditional zinc chloride production of sawdust activated carbon was opti⁃mized,and a fluidized bed drying process was proposed.The whole process of making activated carbon refer to new cyclone separator,double shaft stirred screw conveyor,rotary cooling fur⁃nace that were redesigned.Several process links are merged,thus improving the efficiency of the whole production and improving the safety.Keywords ：Activated Charcoal;Sawdust Activated Carbon;Zinc Chloride Activation Method随着环境保护日趋严峻，活性炭作为工业发展和环境保护不可或缺的碳质吸附材料而被各领域广泛使用。
氯化锌活化法制备多孔炭陶复合吸附材料
氯化锌活化法制备多孔炭陶复合吸附材料林冠烽;蔡政汉;吴开金;陈学榕;常颖萃;黄彪【摘要】以氯化锌浸渍的木屑为原料,黏土为粘结剂,制备炭陶复合吸附材料。
讨论了炭化温度和保温时间对其吸附性能的影响,并对其孔隙结构进行了表征。
结果表明,随温度和保温时间的增加,炭陶复合吸附材料的碘吸附值和亚甲基蓝吸附值呈先上升后下降的趋势；木屑受到活化作用形成活性炭而发生收缩,在活性炭和陶土之间形成空隙,有利于形成孔隙结构发达的炭陶复合吸附材料。
在温度500℃、保温时间1 h的较佳工艺条件下,制得炭陶复合吸附材料的比表面积为809.5 m2/g,总孔容积为0.298 cm3/g,中孔容积为0.185 cm3/g,微孔容积为0.113 cm3/g,炭陶的含炭量为60.7％,碘吸附值为680.5 mg/g,亚甲基蓝吸附值为165.0mg/g。
%Carbon/pottery adsorptive composite was prepared by using sawdust dipped with zinc chloride as raw material and clay as binder.The effects of temperature and holding time on the adsorption capability of carbon/pottery composite were studied,and the pore structure was characterized.The results showed that the iodine adsorption value and methylene blue adsorption value of carbon/pottery composite rose at first and went down later with the increase of temperature and holding time.The sawdust formed activated carbon by activation and shrank,so the voids between the activated carbon and pottery were produced. This favored the development of pore structure of carbon/pottery composite. Under the optimal conditions of temperature 500℃ and holding time 1 h,the specific surface area,total pore volume,mesopore volume,micropore volume,the carbon content,iodine adsorption value and methylene blueadsorption value were 809. 5 m2/g, 0. 298 cm3/g, 0. 185 cm3/g, 0. 113cm3/g, 60. 7%, 680. 5 mg/g and 165.0 mg/g,respectively.【期刊名称】《生物质化学工程》【年(卷),期】2016(050)006【总页数】5页(P32-36)【关键词】炭陶复合材料;多孔;黏土;微观结构【作者】林冠烽;蔡政汉;吴开金;陈学榕;常颖萃;黄彪【作者单位】福建农林大学金山学院，福建福州 350002; 福建省林业科学研究院，福建福州 350012;福建农林大学材料工程学院，福建福州 350002;福建省林业科学研究院，福建福州 350012;福建农林大学材料工程学院，福建福州 350002;福建省林业科学研究院，福建福州 350012;福建农林大学材料工程学院，福建福州350002【正文语种】中文【中图分类】TQ35·研究报告——生物质材料·活性炭作为一种环保型的吸附净化材料，在环境保护方面的重要作用引起了研究者的广泛关注[1]。
化学法木屑活性炭生产过程中影响氯化锌法活化的主要因素
化学法木屑活性炭生产过程中影响氯化锌法活化的主要因素a.木屑树种的影响实践证明，活性炭的吸附性能与木屑的树种有密切关系，认为杉木屑较松木屑好，松木屑较硬杂木屑好，软杂木屑较硬杂木屑好，材质硬的木屑会影响氯化锌溶液的渗透速度。
但通过选择适当的生产条件，采用混合木屑作原件，也可以生产出合格的活性炭。
用不同树种木屑制得的活性炭的质量相差不大（何况试验还会存在误差）。
b.木屑含水率的影响木屑含水率对炭活化过程没有直接影响，但会影响氯化锌溶液浸渍时间。
对连续浸渍或混捏过程尤为重要，含水率高（在纤维饱和点以上）的木屑不仅会降低氯化锌溶液的渗透速度，而且要降低氯化锌溶液浓度，从而影响炭活化效果（锌液中掺入其他催化剂应另当别论）。
因此，当木屑含水率超过30％时，浸渍时间要求在8h以上;当木屑含水率在纤维饱和点以下时，氯化锌溶液的渗透速度要快一些。
木屑含水率在15%以下，混捏时间短（15min）。
木屑含水率还影响其对氯化锌溶液的吸收量。
例如生产颗粒活性炭时，必须吸收一定数量的浓度较低的氯化锌溶液，因此要求木屑含水率不超过5%。
当生产糖用活性炭时必须吸收足够数量的高浓度的氯化锌溶液，如果木屑含水率过高，就会降低氯化锌溶液的浓度，从而影响锌屑比，最终影响活性炭的孔径分布。
另据报道用含水率远大于纤维饱和点的湿木屑生产活性炭，这个方法的要点是在氯化锌溶液中掺入一种催化剂浸渍高含水率木屑，增加了氯化锌溶液对湿木屑的渗透能力，氯化锌分子借助催化剂对湿木屑细胞腔的游离水及细胞壁上的结合水的较强烈的脱除作用，使原料结构疏松，间隙增大，氯化锌能较均匀地渗透到腔壁组织，在炭活化过程中，和氯化锌一起促使木屑中的氢和氧以水的形式脱除。
这种催化剂不仅起到催化作用，也起到了等量氢化锌的作用。
c.屑颗粒度的影响生产粉状活性炭时，木屑颗粒度在6~40目，对产品质量未发现明显的影响。
一般说来，颗粒度小的原料，浸渍效果好，制得的炭吸附性能好。
原料木屑颗粒度的均匀性对产品质量的稳定起到一定的作用。
活性炭活化原理
精心整理活性炭的活化机理及应用活性炭是一种非常优良的吸附剂，它是利用植物原料(木屑、木炭、果壳、果核)、煤和其它含碳工业废料作原料，通过物理和化学方法对原料进行破碎、过筛、催化剂活化、漂洗、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成。
根据活化介质的不同，活性炭活化方法分为物理活化法、化学活化法和物理—化学复合活化法。
物理活化水蒸汽、二氧化碳、空气或它们的混合气体对环境污染小，因其依靠氧化碳原子形成孔隙结构，活化温度较高且活性炭得率低。
化学活化法活性炭得一．1.CO+H2般在800上述三个化学反应均是吸热反应，即随着活化反应的进行，活化炉的活化反应区域温度将逐步下降，如果活化区域的温度低于800℃，上述活化反应就不能正常进行，所以在活化炉的活化反应区域需要同时通入部分空气与活化产生的煤气燃烧补充热量，或通过补充外加热源，以保证活化炉活化反应区域的活化温度。
活化反应属于气固相系统的多相反应，活化过程中包括物理和化学两个过程，整个过程包括气相中的活化剂向炭化料外表面的扩散、活化剂向炭化料内表面的扩散、活化剂被炭化料内外表面所吸附、炭化料表面发生气化反应生成中间产物（表面络合物）、中间产物分解成反应产物、反应产物脱附、脱附下来的反应产物由炭化料内表面向外表面扩散等过活化反应通过以下三个阶段最终达到活化造孔的目的。
第一阶段是炭化时形成的但却被无序的碳原子及杂原子所堵塞的孔隙的打开，即高温下，活化气体首先与无序碳原子及杂原子发生反应。
第二阶段是打开的孔隙不断扩大、贯通及向纵深发展，孔隙边缘的碳原子由于具有不饱和结构，易于与活化气体发生反应，从而造成孔隙的不断扩大和向纵深发展。
2.化化学法、KOH以(600～800℃)在KOHKOH 的加入也加快了非碳原子N、H等的脱除，KOH活化反应成孔机理就是通过KOH与原料中的碳反应，把其中的部分碳刻蚀掉，经过洗涤把生成的盐及多余的KOH洗去，在被刻蚀的位置出现了孔。
这一过程主要发生以下反应：4KOH+—CH2一K2CO3+K2O+3H2K2CO3+2—C—2K+3COK2O+—C—2K+CO2KOHK2O+H2OC+H2OH2+COCO+H20H2+C02K2O+CO2K2CO3K2O+H22K+H2OK2O+C2K+CO在KOH活化法制备活性炭时，活化后的洗涤是关键。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
化学法木屑活性炭生产过程中影响氯化锌法活化的主要因素
a.木屑树种的影响
实践证明，活性炭的吸附性能与木屑的树种有密切关系，认为杉木屑较松木屑好，松木屑较硬杂木屑好，软杂木屑较硬杂木屑好，材质硬的木屑会影响氯化锌溶液的渗透速度。
但通过选择适当的生产条件，采用混合木屑作原件，也可以生产出合格的活性炭。
用不同树种木屑制得的活性炭的质量相差不大（何况试验还会存在误差）。
b.木屑含水率的影响
木屑含水率对炭活化过程没有直接影响，但会影响氯化锌溶液浸渍时间。
对连续浸渍或混捏过程尤为重要，含水率高（在纤维饱和点以上）的木屑不仅会降低氯化锌溶液的渗透速度，而且要降低氯化锌溶液浓度，从而影响炭活化效果（锌液中掺入其他催化剂应另当别论）。
因此，当木屑含水率超过30％时，浸渍时间要求在8h以上;当木屑含水率在纤维饱和点以下时，氯化锌溶液的渗透速度要快一些。
木屑含水率在15%以下，混捏时间短（15min）。
木屑含水率还影响其对氯化锌溶液的吸收量。
例如生产颗粒活性炭时，必须吸收一定数量的浓度较低的氯化锌溶液，因此要求木屑含水率不超过5%。
当生产糖用活性炭时必须吸收足够数量的高浓度的氯化锌溶液，如果木屑含水率过高，就会降低氯化锌溶液的浓度，从而影响锌屑比，最终影响活性炭的孔径分布。
另据报道用含水率远大于纤维饱和点的湿木屑生产活性炭，这个方法的要点是在氯化锌溶液中掺入一种催化剂浸渍高含水率木屑，增加了氯化锌溶液对湿木屑的渗透能力，氯化锌分子借助催化剂对湿木屑细胞腔的游离水及细胞壁上的结合水的较强烈的脱除作用，使原料结构疏松，间隙增大，氯化锌能较均匀地渗透到腔壁组织，在炭活化过程中，和氯化锌一起促使木屑中的氢和氧以水的形式脱除。
这种催化剂不仅起到催化作用，也起到了等量氢化锌的作用。
c.屑颗粒度的影响
生产粉状活性炭时，木屑颗粒度在6~40目，对产品质量未发现明显的影响。
一般说来，颗粒度小的原料，浸渍效果好，制得的炭吸附性能好。
原料木屑颗粒度的均匀性对产品质量的稳定起到一定的作用。
生产颗粒活性炭时，木屑颗粒度大小对产品质量的影响与使用的锌屑比有关。
当锌屑比小（80%）时，活性炭的强度和相对密度随木屑颗粒度的增大而降低;当锌屑比大（200%）时，木屑颗粒度在0.25~2.0mm时，对活性炭的强度和相对密度影响不大。
生产颗粒炭时，木屑颗粒度大，成型颗粒不致密，不仅影响活性炭的强度和相对密度，而且还影响吸附性能，这一点与煤质炭生产相似。
d。
锌屑比的影响
锌屑比是指无水氯化锌与绝干木屑质量之比，是影响活性炭的孔径分布和孔隙度的主要因素之一。
在活化料中，氯化锌占有的体积近似地等于它在回收氯化锌之后活性炭所具有的孔隙体积。
因此有人把锌屑比看成是氯化锌法活化程度的近似度量。
使用的锌屑比不同，制得的活性炭的性质也不同。
当锌屑比由100%增加到350%时，活性炭的吸苯率在比压小时随锌屑比增大而降低；当比压大时随锌屑比增加吸苯率增加。
这是因为活性炭的吸苯率，在比压小时，主要与表面吸附有关，与毛细管凝聚关系不大，因此主要取决于炭的比表面积；当比压较大时，不仅发生表面吸附，还会发生毛细管凝聚作用，因此，在这时的活性炭的吸苯率不仅取决于比表面积，还取决于炭的比孔容积，而比孔容积是随锌屑比的增加而增大的。
活性炭的假相对密度随锌屑比的增加而降低，而孔隙的平均半径和最大孔隙分布半径都增加，比表面积减小。
因此说改变锌屑比可以制得不同孔径的活性炭。
用较小的锌屑比，可以制得微孔发达的活性炭；用较大的锌屑比可以制得过渡孔和大孔比较发达的活性炭。
活性炭的强度随锌屑比增加而降低。
e.活化温度的影响
活化温度是影响活性炭质量的重要因素之一。
它是指活化时活化料的最高温度。
在500℃的温度下制得的活性炭吸苯率最大，强度和相对密度则最小。
这是因为在500℃时氯化锌在形成的炭骨架中占有的体积最大，以后随着温度的升高，炭中氯化锌的汽化量增加，炭开始收缩，放相对密度和强度则随之增加。
为了使活性炭具有一定的强度，活化温度采用600℃是适宜的。
这样高的温度会导致氯化锌的急剧蒸发，不仅增加氯化锌的消耗，还会污染环境。
f.活化时间的影响
活化时间是指一定的活化温度下的保持时间。
有资料介绍，当活化温度在600℃以下时，庄2h内，延长活化时间可以提高颗粒活性炭的强度。