灰分5點(diǎn)至500-1500規(guī)格可定做四氯化碳30-65未碳化物1水分5
褐煤活性炭制備
褐煤活性炭是以褐煤前驅(qū)體,通過(guò)不同方法制得的一種新型活性炭,其具有成型性好,耐酸、堿,電導(dǎo)性與化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn),褐煤活性炭不僅比表面積大,孔經(jīng)適中,分布均勻、吸附速度快,而且具有多種形態(tài)?;钚蕴祭w維在催化、吸附方面表現(xiàn)出特的性能特征,加之本身所具有的孔幼構(gòu)、孔分布、微孔表面積以及表面化學(xué)等特征,使之具有的開(kāi)發(fā)價(jià)值,
褐煤活性炭是由不規(guī)則的結(jié)構(gòu)與碳基組成的體系,由于其特性,與被吸附物的接觸面積大且均勻,吸附材料可以得到充分利用,褐煤活性炭吸附,且具有纖維、氈、布和紙等各種纖細(xì)的表態(tài),孔隙直接開(kāi)口在纖維表面,縮短了吸附質(zhì)到達(dá)吸附位的擴(kuò)散路徑,且該材料本身的外表面積較內(nèi)表面積高出兩個(gè)數(shù)量級(jí)。納米活性碳纖維具有微孔形結(jié)構(gòu),孔徑分布窄,特殊的細(xì)孔呈單分散分布,由不同尺寸的微細(xì)孔隙組成其結(jié)構(gòu),中孔、小孔擴(kuò)散呈現(xiàn)出多分散型分布,在各細(xì)孔結(jié)構(gòu)中的差別較大,其主要原因是由于原料的不同。在褐煤活性炭中無(wú)大孔,只有少量的過(guò)渡孔,微孔分布在纖維表面,因此吸附速率較快,褐煤活性炭的空間起大孔作用,可以對(duì)氣相與液相物質(zhì)進(jìn)行較好的吸附作用,褐煤活性炭外比表面積大,吸脫速度快,為粒徑活性炭10~100倍。細(xì)孔的平均孔徑和細(xì)孔容積隨著比表面積增大而增加,吸附容量也隨之增大。
褐煤活性炭是一類重要的工業(yè)產(chǎn)品,因具有的比表面積和優(yōu)良的選擇性吸附能力,在工業(yè)生產(chǎn)和人們的生活中發(fā)揮著不可或缺的作用。 我國(guó) 褐煤活性炭工業(yè)經(jīng)歷了50余年的發(fā)展,取得了令人矚目的成績(jī),尤其在生產(chǎn)設(shè)備機(jī)械化、生產(chǎn)工藝自動(dòng)化、生產(chǎn)過(guò)程清潔化、生產(chǎn)能耗節(jié)約化等諸多方面都取得了令人驕傲的成果,已經(jīng)跨入世界活性炭行業(yè)的前列。我國(guó)活性炭年產(chǎn)量已超過(guò)60萬(wàn)噸,出口量占一半以上,是名副其實(shí)的世界活性炭生產(chǎn)和出口的大國(guó)。
褐煤活性炭是一個(gè)歷史悠久的產(chǎn)品,是我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)體系中一個(gè)新興的工業(yè)。 褐煤活性炭之所以能經(jīng)久不衰,至今仍煥發(fā)著蓬勃的發(fā)展勢(shì)頭和活力,其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)從傳統(tǒng)的制糖、制藥、食品、輕工、醫(yī)藥、冶金、化工、兵工等領(lǐng)域,逐漸向著與人類生存環(huán)境息息相關(guān)的環(huán)保、凈水、新能源、電子信息、原子能、生物工程、納米新材料等高新科技領(lǐng)域滲透擴(kuò)展,具有更為廣闊的新用途。因此,無(wú)論在理論研究方面,還是在制造工藝、應(yīng)用技術(shù)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和設(shè)備改進(jìn)等方面,始終吸引著科技人員為不斷加深對(duì)活性炭的認(rèn)識(shí)而探索多孔碳材料。
多孔碳材料,集用具有豐富禮維紡構(gòu)材料,這類材料以褐煤活性炭為代表,很早以前就被廣泛應(yīng)用為吸附劑,其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓寬,由于該材料不僅對(duì)某熱化學(xué)反西具有明顯的催化活性,同時(shí)又可與金屬活作組分進(jìn)行展的相互作用。
在催化領(lǐng)域中所用PCM大致可分為普通動(dòng)性炭、聚臺(tái)物衍生炭和發(fā)展復(fù)合物。早期PCM多是利用果殼,果核、木材,各種牌號(hào)的煤炭,煤供油和重質(zhì)油瀝青等原料,經(jīng)炭化和物理或化學(xué)活化制成,因天然原料所含雜質(zhì)殘留于 PCM中會(huì)催化不希望的副反應(yīng)發(fā)生,且采用天然原料不便對(duì)所得PCM的孔結(jié)構(gòu)及形態(tài)進(jìn)行調(diào)控,因此,目前PCM的制備原料多采用合成樹(shù)脂,有成纖維。
在合成聚合物時(shí),通過(guò)選擇交聯(lián)劑或致孔劑可合成具有較大孔結(jié)構(gòu)和比者面積的共聚物,這類前驅(qū)體中所具有的較大孔隙經(jīng)炭化活化后仍可保留至終的PCM中,利用磺化苯乙烯二乙烯基苯形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)其聚物在氮?dú)庵刑炕?200℃可以制得平均孔大小在30nm的各向同性硬質(zhì)炭,以糠醇,液體致孔劑二甘醇或聚乙二醇,分散劑以及固化劑對(duì)甲基苯磺酸為原料,由糖醇的部分聚合,液體成孔劑揮發(fā)可以形成狹窄的大孔,將其炭化所得的PCM中也保留了該孔結(jié)構(gòu),
PCM由于含有較多的微品,放處于棱面邊緣的碳原子較多具有較高的反應(yīng)性,易與其他元素反應(yīng)形成支配表面化學(xué)結(jié)構(gòu)的化學(xué)物種,通常主要是與氧反應(yīng)形成各種含氧官能團(tuán),通過(guò)測(cè)定活性表面積可以對(duì)這些形成官能團(tuán)活性點(diǎn)數(shù)量進(jìn)行估計(jì),其程度與碳材料中的微晶點(diǎn)及其排列以及表面缺陷數(shù)有關(guān)。低溫?zé)崽幚?≤1500K)的活性點(diǎn)可能占有更高的總表面積,對(duì)活性炭來(lái)說(shuō)可能達(dá)20%~40%,作為PCM之一的炭黑,表面存在的氧化物,包括有羧基,酚羥基等酸性官能團(tuán),預(yù)基、醒基以及由醌基和預(yù)基縮合形成的內(nèi)酯基等中性官能團(tuán),還包括氧萘狀化合物等堿性氧化物。

國(guó)內(nèi)褐煤活性炭再生裝置也幾乎都是多層爐。多層爐的特征是可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定而連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),往往可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一年左右,而且能長(zhǎng)時(shí)間在25%~的廣范圍負(fù)責(zé)范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn))。一旦多層爐開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后,在運(yùn)轉(zhuǎn)方面則幾乎不需再另外花費(fèi)勞動(dòng)力。雖然為預(yù)防事故、仍需進(jìn)行必要的日常運(yùn)轉(zhuǎn)管理,例如需定時(shí)對(duì)溫度、燃燒器的燃燒情況等進(jìn)行監(jiān)測(cè),但是諸如操作閥門(mén)及操作燃燒器等調(diào)整工作則幾乎不需進(jìn)行。
褐煤活性炭的再生損失是活性炭再生爐必然存在的問(wèn)題,能夠?qū)r(jià)格昂貴的活性發(fā)進(jìn)行、高回收率、的再生是再生爐設(shè)備不斷研制開(kāi)發(fā)的目標(biāo)和動(dòng)力,通常引起褐煤活性炭再生損失的原因有三種:①活性炭在移送過(guò)程中的粉化損失。②委托再生時(shí)出現(xiàn)的裝卸搬運(yùn)損失;③熱再生所造成的燃燒損失,再生損失量的多少?zèng)Q定了每年需要補(bǔ)充活性炭數(shù)量的多少,為盡可能降低再損先,除了考慮設(shè)備及再生條件之外,對(duì)再生系統(tǒng)中的活性炭的性質(zhì)也要進(jìn)行充分研究,在再生系統(tǒng)中,包括粉化損失、裝卸搬運(yùn)損失及炭燒損失在內(nèi)的活性。
蘭州鐵道學(xué)院主隊(duì)反進(jìn)行了超聲波再生法的試驗(yàn),結(jié)果表明磁聲再生具有能耗小、工藝及設(shè)備簡(jiǎn)單、褐煤活性炭損失小,可回收有用物質(zhì)褐煤活性炭進(jìn)行再生實(shí)驗(yàn),考察了微波功率、載氣量、潔性炭量、再生時(shí)間以及再生次數(shù)等因素的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在微波功率700W、載氣流量0.3L/min條件下,對(duì)8g的飽和活性炭進(jìn)行3mn的再生處理后SO:產(chǎn)品氣濃度可達(dá)90%。
工業(yè)性再生裝置種類及其特點(diǎn)
對(duì)于吸附飽和的褐煤活性炭的再生方法通常有使用酸、堿的藥品再生祛以及在高溫下利用水煤氣進(jìn)行活化反應(yīng)的高溫?zé)嵩偕鷥煞N。藥品再生法曾經(jīng)作為醫(yī)藥品的脫色精制及發(fā)酵液脫色活性炭的再生方法,但由于再生過(guò)程中將產(chǎn)生大量廢水,同時(shí)增加中和、生物處理等廢水處理裝置,因此這種方法的實(shí)施在對(duì)排水水質(zhì)要求嚴(yán)格的地區(qū)有一定的困難;在高溫?zé)嵩偕ㄖ校捎谖皆诨钚蕴可系挠袡C(jī)物質(zhì)被加熱分解,若直接排放將造成空氣污染,但如果通過(guò)使用二次燃燒室等必要的對(duì)策,則能夠成為環(huán)保性能的裝置。
化學(xué)法再生一般都在原炭柱內(nèi)進(jìn)行,不需再生設(shè)備,本節(jié)中對(duì)工業(yè)上廣泛使用的熱再生裝置進(jìn)行敘述。
20世紀(jì) 70年代中期,對(duì)活性炭熱再生裝置的技術(shù)開(kāi)發(fā)取得了突破性進(jìn)展,多種再生爐在各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)外使用較多的再生爐型有回轉(zhuǎn)爐、多層爐、移動(dòng)層爐、流態(tài)化爐等,其中回轉(zhuǎn)爐與多層爐適用于大規(guī)模再生處理,其設(shè)備結(jié)構(gòu)、工藝控制都與顆?;钚蕴恐圃旃に囍械幕罨癄t相似,而流態(tài)化爐再生設(shè)備是近年來(lái)出現(xiàn)的。
1.回轉(zhuǎn)爐
回轉(zhuǎn)爐的大特征是物料容易從爐中全部卸出,因此進(jìn)行活性炭再生的企業(yè)為了承擔(dān)不同種類活性炭的再生作業(yè),大多采用回轉(zhuǎn)設(shè)備爐進(jìn)行再生。回轉(zhuǎn)爐爐腺有一段式和兩段式兩種形式,加熱方式則有內(nèi)熱式、外熱式和內(nèi)外兼熱式三種。其中內(nèi)熱式雖然可制造大型設(shè)備,一次性處理量大,但其結(jié)構(gòu)不密封,而且難以控制高溫?zé)煹罋饬髁?、溫度等參?shù),使得活性炭的燃燒損失非常大:外熱式回轉(zhuǎn)爐由于是從爐體外側(cè)加熱,為了將熱量傳遞給活性炭,爐體只能采用耐熱金屬板制成,因此制造大型設(shè)備工藝較為困難,但是小型外熱式回轉(zhuǎn)爐完全可以滿足日生產(chǎn)量為300kg這樣小規(guī)模生產(chǎn)的需要。
整個(gè)再生系統(tǒng)主要由特殊耐熱不銹鋼筒體、爐體、給料出料裝置、機(jī)械傳動(dòng)部分、保溫部分和控制系統(tǒng)等構(gòu)成。它的優(yōu)點(diǎn)是既可用作再生爐亦可用作活化爐,對(duì)物料適應(yīng)性強(qiáng),設(shè)備故障低,連續(xù)進(jìn)出料的特點(diǎn)使其處理量大。