活性炭的生產(chǎn)工藝和選材介紹

1、活性炭的生產(chǎn)工藝和選材介紹!木材、木屑、樹根、果核和果殼等木質(zhì)材料的炭化，是把它放在炭化 設(shè)備內(nèi)加熱，進行熱分解。在熱解過程，發(fā)生一系列復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生很多新生產(chǎn)物，木質(zhì)材 料發(fā)生了變化。根據(jù)熱分解過程的溫度變化和生成產(chǎn)物的情況等特征，炭化過程大體 上可分為如下四個階段。炭化過程1.1. 干燥階段這個階段的溫度在 2020 150150 攝氏度，熱解速度非常緩慢，主要是木材 中所含水分依靠外部供給的熱量進行蒸發(fā)，木質(zhì)材料的化學(xué)組成幾乎沒有 變化。2.2. 預(yù)炭化階段這個階段的溫度為 5050 275275 攝氏度，木質(zhì)材料熱分解反應(yīng)比較明顯， 木質(zhì)材料化學(xué)組成開始發(fā)生變化，其中不穩(wěn)定的組分，

2、如半纖維素分解生 成二氧化碳、一氧化碳和少量醋酸等物質(zhì)。以上兩個階段都要外界供給熱量來保證熱解溫度的上升，所以又稱為 吸熱分解階段。3.3. 炭化階段這個階段的溫度為 7575 400400 攝氏度，在這個階段中，木質(zhì)材料急劇地 進行熱分解，生成大量分解產(chǎn)物。生成的液體產(chǎn)物中含有大量醋酸、甲醇 和木焦油，生成的氣體產(chǎn)物中二氧化碳含量逐漸減少，而甲烷、乙烯等可 燃性氣體逐漸增多。這一階段放出大量反應(yīng)熱，所以又稱為放熱反應(yīng)階段。4.4. 煅燒階段溫度上升 450450 500500 攝氏度，這個階段依靠外部供給熱量進行柱狀活 性炭和粉狀活性炭的煅燒， 排出殘留在活性炭中的揮發(fā)性物質(zhì)， 提高活性 炭

3、的固定碳含量。這時生成液體產(chǎn)物已經(jīng)很少。應(yīng)當(dāng)指出，實際上這四個階段的界限難以明確劃分，由于炭化設(shè)備各 個部位受熱量不同， 木質(zhì)材料的導(dǎo)熱系數(shù)又較小， 因此， 設(shè)備內(nèi)木質(zhì)材料 所處的位置不同，甚至大塊木材的內(nèi)部和外部，也可能處于不同熱解階段。炭化對原料的要求炭化原料樹種可分為三類：第一類：硬闊葉材，如水青岡、麻棟、苦櫧、榆等；第二類：軟闊葉材，如楊、柳、椴等；第三類：針葉材，如馬尾松、南亞松、濕地松等。要生產(chǎn)出高質(zhì)量的活性炭，以適合冶金工業(yè)和二硫化碳工業(yè)等工業(yè)部 門使用，炭化原料應(yīng)選用硬闊葉材，而針葉材常用來生產(chǎn)松活性炭，用于 制造活性炭。炭化材最好大小均勻，一般要求直徑不大于 0 0 厘米，若

4、直徑太大，應(yīng) 把它劈開，劈裂線長度要求小于 1212 厘米。炭化材的長度以炭化爐或炭窯的高度決定，若大材不劈開，因木材的 導(dǎo)熱性差，炭化時產(chǎn)生的氣體混合物，由木材內(nèi)部通向外部，所需通過的 路徑很長，炭化時間也長，會導(dǎo)致木材機械強度下降。此外，腐朽木、病害枯死的木的木材，均不宜作炭化原料，因為腐朽 木材炭化時，活性炭疏松、易碎和容易自燃，大大降低活性炭質(zhì)量。怎樣進行筑窯燒炭？炭窯修筑前，都要進行窯址選擇，對窯址有如下要求：1.1. 附近資源豐富，原料和活性炭的運輸比較方便；2.2. 靠近水源，但又不會受到地表水沖刷淹沒，或積聚雨水；3.3. 土質(zhì)堅實，最好是能耐火燒的粘土；4.4. 坡度較小，又

5、有堆放原料和活性炭的地方；5.5. 如果是山坡地，選擇的山坡方向要使筑成的炭窯燃燒室通風(fēng)口朝向 常風(fēng)的方向，有利于通風(fēng)和燃燒?；钚蕴康男再|(zhì)1.1.活性炭的外部形態(tài)質(zhì)量高的活性炭斷面具有黑色光澤，敲打時發(fā)出響亮清脆的金屬聲。 在不同的溫度下燒制的活性炭，其外部形態(tài)是不同的。在低于 250250 攝氏度時燒制的炭，表面帶褐色，不易敲斷，燃燒時有火 焰；300300 350350 攝氏度燒制的活性炭表面呈黑色，當(dāng)燒制溫度達 500500 攝氏 度時，敲打時，活性炭發(fā)出響亮金屬聲。2.2. 活性炭的固定碳固定碳是一個假定的概念，它是在規(guī)定的高溫，一般為850850 950950 攝氏度下，不通入空氣進

6、行煅燒時的無灰分的活性炭。一般的活性炭可能含 70%70%80%80%的固定碳。隨煅燒溫度升高，活性炭 中固定碳的相對含量增加3.3. 活性炭的揮發(fā)分活性炭在高溫下煅燒時放出一氧化碳、二氧化碳、氫、甲烷和其他碳 氫化合物等氣態(tài)產(chǎn)物稱為揮發(fā)分。燒制活性炭的溫度在 300300 700700 攝氏度以內(nèi)時，隨著溫度的升高，活 性炭煅燒時所分出的揮發(fā)分的組成發(fā)生下列變化：二氧化碳、一氧化碳和 甲烷的含量逐漸降低，而氫的含量逐漸增加。燒炭的溫度升高時，活性炭的發(fā)熱量增高，而氣體的發(fā)熱量降低。4.4. 活性炭的機械強度活性炭的機械強度表示它對壓碎和磨損的抵抗能力，它在活性炭的轉(zhuǎn) 裝和運輸上以及在冶金工業(yè)

7、應(yīng)用上有很大意義。轉(zhuǎn)載的次數(shù)愈多，在熔鐵爐的爐胸中，活性炭受到上部爐料強大壓力, 而由上向下移動時，則受到爐料塊和爐胸壁的強烈摩擦，如果活性炭變成 碎屑，氣體難以通過爐料，熔鐵爐的操作就會發(fā)生故障?；钚蕴繌姸妊乜v向較高，徑向較低，而弦向最低。當(dāng)燒制活性炭最終 溫度相同時，活性炭強度隨燒炭時間的增加而增加。5.5. 活性炭的比重和孔隙度活性炭的比重因樹種、木材的質(zhì)量、炭化的最終溫度和升溫速度而不 同。一般比重大的木材燒成的活性炭比重也大?；钚蕴靠紫抖葲Q定活性炭大部份性質(zhì)，如反應(yīng)能力、導(dǎo)熱性、吸附性6.6. 活性炭的發(fā)熱量活性炭的發(fā)熱量與炭化溫度有關(guān)，炭化溫度高，活性炭碳素含量大， 發(fā)熱量也較高。7.7. 活性炭的灰分活性炭燒完后成為白色或淡紅色