活化是為了在活性炭表面生成豐富微孔結構和高比表面積并形成一定數(shù)量含氧官能團的主要工藝過程,控制適當?shù)幕罨に囀顷P系到產(chǎn)品結構與性能的關鍵。
活化溫度對活性炭吸附性能的影響
隨著活化溫度的升高,碘吸附值和亞甲蘭值呈上升趨勢,產(chǎn)率和強度則呈下降趨勢。隨著溫度的提高,活化反應速率也提高。但活化溫度過高,勢必造成進爐的風量增加,爐氣含氧量相對較難控制,炭的燒失率也在加大,產(chǎn)率降低,灰分增加。另外,溫度過高,活性炭內(nèi)的微孔反而減少,吸附能力下降。其次,還易造成產(chǎn)品通道堵塞,降低產(chǎn)量,嚴重時影響活化爐使用壽命。因此,將活化溫度控制在一定范圍內(nèi),對提高活性炭產(chǎn)品質量非常重要,煤氣廠的活化溫度一般控制在850 ~ 950 ℃。
水蒸氣壓力和流量對活性炭吸附性能的影響
由于放出熱量足以使活化反應處于熱平衡狀態(tài),兩半爐之間定期交替運行,使活化溫度穩(wěn)定,活化效果好,產(chǎn)品質量均勻,吸附能力強。為了保證水蒸氣與炭化料的充分接觸,加速活化反應,提高活化效率,可以提高水蒸氣的實際需求量。如果水蒸氣壓力低、流量小,則放熱反應大于吸熱反應,爐溫不易調(diào)控,燒失率大,活化反應緩慢,活性炭質量、產(chǎn)量均下降。如果水蒸氣壓力高,流量大,則爐壓高,爐內(nèi)氣氛不易控制,影響活化爐使用壽命。
活化爐內(nèi)壓力對活性炭吸附性能的影響
活化爐須保持正壓操作,爐壓過高,容易從爐體各處噴出活化氣體,引起爐外著火,影響生產(chǎn)和活化爐壽命,也不利于炭化料內(nèi)反應后的活化氣體逸出,孔隙打不開,影響活化效果;爐壓過低,易從爐外吸進空氣,引起炭的燒失率增加,嚴重時,吸進的空氣與爐內(nèi)活化氣體發(fā)生爆炸,引起事故。因此,冷卻半爐爐壓一般控制在80 ~ 100 Pa,加熱半爐爐壓控制在20 ~ 40 Pa 較為合適。
活化時間對活性炭吸附性能的影響
活化時間一般根據(jù)產(chǎn)品活化情況確定,需生產(chǎn)碘吸附值高的活性炭,一般適當延長活化時間即可。但活化時間過長,炭的燒失率加大,灰分增加,強度降低,嚴重時碘吸附值反而降低,且易造成產(chǎn)品道的堵塞,一般活化時間應控制在40 ~ 45 h。
原來,活性炭的生產(chǎn)工藝受這么多因素的影響。因此,我們在生產(chǎn)活性炭時要注意到這些因素,避免導致活性炭的生產(chǎn)受到影響。