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影响活性炭活化的七大因素

本文来源: 发布日期:2020-04-01 225 次浏览

: 活化剂种类对活化过程的影响                                 

炭的气化燃烧反应的相对速度(800℃,10.1KPa)

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在相同的温度下, 不同的活化剂化学性质不同, 它与炭的反应速度也不同。

从上表中可以看出空气、 水蒸气和二氧化碳活化的相对速度对比。 如炭和氧的

反应速度较快, 活化温度只需 600℃左右即可; 

而用水蒸气则需 800‐950℃。 由于水蒸气能充分地扩散到炭的微孔内, 使活

化反应能在整个炭颗粒内均匀进行, 所以得到比表面积大、 吸附能力强的活性

炭。 总的认为, CO2 和水蒸汽作为活化剂活化的效果较好。 


第二: 原料煤性质的影响 

不同的煤种, 含碳量、 含氧量、 含氢量不同, 灰分、 挥发分不同, 煤化学

结构不同, 炭化后得到的半焦特性也不同。 在一定温度下, 对活化剂反应的速

率也不尽相同。 

因此, 原料煤不同, 选用的活化生产工艺略有不同。 无烟煤为原料的活化

温度可比烟煤的活化温度高 20‐30℃。 


第三: 炭化温度的影响       

煤的炭化温度直接影响炭化料的孔隙结构和强度, 即影响半焦的性质, 尤

其是最终温度。 炭化终温过高, 会造成炭化料表面收缩形成易石墨化炭层, 造

成活化难度增加。 

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第四: 活化温度的影响 

活化是炭和活化剂在高温下进行的反应。 随着温度的升高, 反应速度加快,

活化速率加大, 但是太高易造成不均匀活化。 

在不同的活化温度下, 生产的活性炭孔结构不同。 活化温度过高, 微孔减

少, 吸附力下降。 一般水蒸气活化法的活化温度控制在 800‐950℃, 烟道气的活

化温度控制在 900‐950℃, 空气的活化温度控制在 600℃左右。 

以太西煤为原料, 适当地将活化温度控制在 930- 950℃, 对提高产量是有

益的, 较高的活化温度对水蒸汽用量的需求是下降的, 活

化速率是提高的, 且幅度较大。 


第五: 活化剂流速及浓度的影响 

活化剂的流速大, 它与炭反应速率增加, 使烧失率增加, 产生不均匀活化,

导致微孔减少。 活化剂流速低时, 孔容积反而增加, 因此活化剂适当的流速是

保证活性炭质量的因素之一。 

下表是水蒸气用量与活化时间的关系。 以水蒸气为活化剂, 在一定温度下

水蒸气的用量大, 可以缩短活化时间, 但在不同的温度下, 缩短的活化时间不

同。 

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经过试验数据, 活化温度在 850℃增加到 930℃时, CO2 的浓度可提高一倍。

CO2 作为活化介质, 其浓度提高可加快反应速度。 


第六: 炭化料灰分的影响

炭化料中无机成分在炭化和活化过程中, 大部分转化为灰分, 它是影响活

性炭强度主要因素, 在灰分与碳接触的界面上, 灰分会造成裂纹, 影响活性炭

的强度。 

无机物中的碱金属, 铜, 铁等氧化物和碳酸盐, 对碳和水蒸气的反应有催

化作用, 因此, 在炭化料中加入少量的钴、 铁、 钒、 镍等氧化物, 可加速碳与

水蒸气的反应。 


第七: 炭粒度的影响 

炭颗粒小, 活化速度快, 这是显而易见的道理。 

粒度过大, 活化反应受活化剂在炭颗粒内扩散速度的影响, 活化剂与炭的

接触面积小, 会发生颗粒外部已烧失, 而内部还未活化的现象。 

颗粒过小, 活化气流通过阻力加大, 也达不到均匀活化的目的, 因此炭粒

的粒度直接影响活化速度和活化均匀程度, 炭的粒度要均匀。 

在反应过程中, 炭粒度逐渐变小, 有利于活化, 但灰分附在炭颗粒外表面,

会影响活化剂的作用。 

资料来源网络,仅供参考

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