活性炭基础知识

新活性炭产业？你会发现这是非常有助于你了解活性炭的基础知识

• 什么是活性炭
• 活性炭的主要特性
• 吸附
• 活性炭的类型
• 制造活性炭
• 选择活性炭

什么是活性炭？

活性炭是一种含碳、高度多孔的吸附介质，其具有复杂的结构主要由碳原子组成。该网络是在活性炭的孔隙通道内形成的刚性层的无序碳骨架的碳原子通过化学键连接在一起，堆叠不均匀，产生高度多孔结构的角落、裂缝、裂纹和裂缝之间的碳层。

活性炭由椰子壳、泥炭、硬和软木材、褐煤、烟煤、橄榄核和各种碳质材料专业。高温化学活化或蒸汽活化机制的用于生产活性炭的原料。

孔隙网络中固有的晶格结构中的活性炭的去除杂质的液体和气体介质穿过的机构称为吸附。这是最关键的性能的活性炭。

吸附

被吸附到附着或粘附的原子、离子、分子(吸附物)的气体、液体或溶液介质的表面上的吸附——活性炭。在活性炭的孔隙都提供了大量这种表面上的吸附。吸附在孔略微大于被吸附分子，这就是为什么它是非常重要的，以匹配您的分子吸附在活性炭的孔隙大小。这些分子随后被捕获在碳的内部孔结构由范德华力或其他债券的吸引力和积聚在固体表面。

通常，1立方米的活性炭的内部孔隙可以吸附0.3m330m3或更多的气体，即使以低浓度存在于载体上。

 

两种类型的吸附

物理吸附-在该过程期间，被吸附物的表面上的孔隙壁的吸引力弱的力称为范德华力或伦敦色散力。

化学吸附-这涉及相对较强的吸引力，债券实际化学和络合物化学吸附之间的壁孔隙的活性炭。

活性炭的主要特性

表面面积-一般地，较高的内表面积，高的碳效率。活性炭的表面积是令人印象深刻，500至1500m2/g或甚至更多；一汤匙的活性炭容易的表面积相当于一个足球场。

它是在激活过程中，这个巨大的表面面积。最常见的是水蒸气活化处理；在1000°C蒸汽分子选择性地穿孔到碳化的原料，从而形成多个内部孔隙的含碳基质。在化学活化中，用磷酸包含多孔系统在较低温度。

总孔隙体积-指全体的颗粒内孔隙的活性炭。它被表示为毫升/克（ml/g)，在体积与重量。一般来说，更高的孔体积，更高的效力。然而，如果所述尺寸的吸附分子不是良好匹配的孔尺寸，一些孔隙容积将不被使用。总孔体积(T.H.V)不同的原料来源和类型的激活方法。

孔隙半径-平均孔径(埃))为单位测量，不同类型的活性炭。

-孔体积分布，每种类型都有其独特的孔径分布。他们被称为微孔(小)、中孔(mesopores)和大孔(（中大）。许多类型的碳用于吸附气体分子的微孔。在最佳脱色碳的具有高的中孔分布。

• 微孔1nm<R
• 中孔1-25nmR
• 大孔>25nmR
  _nm=纳米 

不同类型的活性炭

活性炭主要提供三种形式或形状：粉末、颗粒和挤出物。并且每个表格可以有多个尺寸。根据应用和要求，具体的形状和大小。

颗粒活性炭(GAC)

GAC是不规则形状的颗粒形成的研磨和筛分。这些产品面积范围是从0.2mm至5mm。他们的努力和更持久，比粉状活性炭、净化处理、纯化大的气体或液体的体积和质量的稳定性，和能够活化、重复使用多次。GAC是用于液相和气相应用，在固定和移动系统。

在液相中使用，粒状活性炭的填充塔，在塔和液体流动。GAC是涉及用作单一产品的细化或在大量连续生产。在气相应用的活性炭的优点在于具有足够的流动压降可接受的碳床上通过。

另外，粒状活性炭几乎总是重复使用和再生，在再生周期之间显著地变化，但是平均18个月。再活化期间损失的材料的5％～15％。

粉末活性炭(PAC)

PAC通常具有粒度分布范围从5到150埃时，虽然较粗和较细级别可供选择。粉状活性炭的优点是它们较低的处理成本和操作的灵活性。该粉末活性炭用量可以容易地增加或减少作为处理条件的变化而变化。粉末活性炭主要用于液相吸附。它们被添加到被处理液中混合有液体和吸附后，除去沉淀和过滤。粉状活性炭的间歇方法中通常使用的量添加粉末可轻易地改变，并且可以容易地除去。将湿粉饼不再生，因为碳回收相关的问题，但放置在垃圾填埋场或焚化。

挤出的碳

这些圆柱形颗粒是具有直径范围从1mm到5mm。在挤出过程中，与原料一起使用，确保最终产品是坚硬的且适于重型应用。将挤出的粒料形式的低系统压力下降，一个重要的考虑因素是在气相中使用。市场位于溶剂回收，气体净化和汽车排放控制，在高体积、低压力降和高电阻的碳存量挤出最后使它们能够对车辆使用寿命。

制造活性炭

碳质材料2使用方法

1. 蒸汽活化
2. 化学激活

蒸汽活化

水蒸气活化是最广泛使用的方法，因为其通常被用来激活两个椰子壳炭和煤。蒸汽活性炭是以两个阶段的过程。首先在原料，形状为块、材料尺寸、压块或挤出物，通过加热被碳化在惰性气氛，例如，脱水和脱挥发分的碳。用于此阶段的温度通常不超过700℃下碳化减少源材料的挥发物含量为20%以下。一种生产具有小的或过分局限于被用作吸附剂。

第二个阶段是激活阶段，这种中孔结构，增大了内表面积并且更宜于。该碳化产品用蒸汽活化和900C之间的温度1100C。在化学蒸汽和碳之间的反应发生在碳表面的内部，从碳中除去并由此扩大细孔壁的孔隙。该蒸汽活化方法允许容易地改变孔尺寸和碳可被产生以适合特定的最终诉求。例如，孔隙结构应开放更多的吸附小分子的溶液，如在水纯化中，在比用于吸附较大分子的糖的颜色脱色。

蒸汽活化生产的活性碳在从1mm到3mm的片，压碎并筛分以除去细粒和灰尘，以满足技术规格的粒状活性炭。以生产粉末状的活性碳，碳与接地片进一步粉碎用轻柔的动作。

化学激活

通常使用化学活化生产活性碳，由锯屑、木材或泥炭。化学激活涉及混合所述原料与一种活化剂，通常磷酸溶胀的纤维素和木质结构。该糊料和磷酸的原料被干燥并随后碳化，通常在旋转窑中，在较低温度的400C到500C。在碳化时，化学作为支撑件并且不允许收缩而生成的炭。这导致原料脱水和炭化的摊销的碳而产生多孔表面结构和扩展的区域。

控制活动是通过改变原料的比例来使用。对磷酸的比例通常为1∶0.5至1∶4；活性试剂浓度变高而增加，并且还受温度和停留时间。

通过这种方法生产的活性炭的细孔分布中，具有适合于被用作吸附剂，不作进一步处理。这是因为在使用过程中涉及的“酸洗涤”步骤中净化的蒸汽活性炭，活化后。化学活性炭，然而，具有较低的纯度不是特别酸洗涤的活性炭作为蒸汽就含有少量的残余磷。

这种化学过程多数产生活化的活性碳粉末。如果是颗粒状材料，颗粒状原料浸渍在活化剂和用同样的方法。该颗粒状活性炭具有低机械强度，然而，并不适合于许多用途的气体相。在一些情况下，活性炭被赋予第二蒸汽活化以赋予额外的物理性能。

选择活性炭的应用

碳形状和设计系统

一般系统设计包括用于吸附在碳浸提(CIL)和炭浆法(CIP)系统的碳颗粒，并且进行柱系统的活性炭颗粒(1mm～4mm)在固定或移动床过滤器。对于粉末活性炭应用的最适合的浮选系统包括间歇法，使用碳和过滤除去后，适当的接触时间。

粒子尺寸及吸附动力学

细，加速扩散的速率吸附到孔中，因此改善了动力学，但是在粉末润湿性/过滤、筛选或压降问题的颗粒是限制因素。因此颗粒尺寸范围和分布的选择是一种折衷。

然而，具有碳的圆柱形颗粒的优点在于具有更好的填料床，消除一部分颗粒状碳，诸如不足的压力下降和筛选问题，但更小的硬度和成本相比不规则碳可限制因素。

孔尺寸分布和其它参数

在对目标吸附质分子的大小范围的孔尺寸分布需要改变。在金矿中的碳具有高微孔分布会促进有效和高效地吸附金-氰化物络合物。如果目标是去除大的污染物种类和有色分子，具有更大的碳分布的介孔和大孔是合适的。

所需的吸附能力和纯度的活性碳将取决于最终应用。碳的硬度也需要在早期的比较研究。这种做法导致了消费者的利益、延长使用寿命、高过滤效率、减少再生周期，降低硬件成本，通过经济的滤波器尺寸的可变性和恢复设施。

工厂试验

在选择步骤之后必须进行实际工厂试验或试验刺激的参数的所有工业方法过程中，之前购买。

其他碳性能的影响

除了身体上的毛孔，表面氧基团和非极性表面性质的影响的吸附动力学和能力的碳。除了提高吸附效率的应用中选择的某些表面修改，工程和表面浸渍进行。

(责任编辑：活性炭网) 织梦二维码生成器