河南晶科活性炭厂专业生产活性炭系列产品,为了是大家更好的对活性炭深一步的了解,河南怡康为广大客商提供活性炭的相关的理论知识活性炭是一种由含碳材料制成的外观呈黑色,内部孔隙结构发达、表面积大,吸附能力强的一类微晶质碳素材料。它是一种常用的吸附剂、催化剂或催化剂载体,广泛应用于几乎所有的国民经济部门和人们的日常生活。
1. 活性炭分类-由于原料来源、制造方法、外观形状和应用场合不同,活性炭品种不下千种。
1.1 按原料来源分,可分为木质活性炭(如椰壳活性炭、杏壳活性炭、核桃壳活性炭、桃壳活性炭、枣壳活性炭、 木质粉炭等)、 矿物质原料活性炭(各种煤和石油及其加工产物为原料制成的活性炭)、其它原料制成的活性炭(如废橡胶、废塑料等制成的活性炭)。
1.2 按制造方法分,可分为化学法活性炭(化学炭)
将含碳原料与某些化学药品混合后进行热处理,制取活性炭的方法叫化学法。用化学法生产的活性炭又称为化学法活性炭或化学炭。
可以作为化学法的化学药品又称作活化剂,活化剂有氯化锌、氯化钙、碳酸钾、磷酸、磷酸二氢钾、硫化钾、硫酸、氢氧化钾、氢氧化钠、硼酸等,总之许多酸、碱、盐都可以用作活化剂,主要从活性炭的性能和经济性来考虑采用何种活化剂。
一般说来,化学炭的孔隙中次微孔、中孔(即孔直径或孔宽大于1.5纳米的孔隙)较发达,主要用于液相吸附精制和溶剂回收的气相(蒸汽)吸附场合。
化学法制造活性炭由于加入了化学药品在制造过程中应当极其重视环境保护以及产品中可能存在微量非原料带入的元素的影响问题。
1.2.2 物理法活性炭
以炭为原料用水蒸汽、二氧化碳、空气(主要是氧)或它们的混合物(烟道气)为活化介质,在高温下(600~1000℃)进行活化制取活性炭的方法叫物理法。物理法制造的活性炭叫物理法活性炭,也称作物理炭。
一般说来物理炭的微孔(孔直径或孔宽小于1.5纳米的孔隙)发达,主要用于气相吸附场合或小分子液相吸附场合。
1.2.3 化学--物理法或物理--化学法活性炭
在了解化学炭和物理炭的同时,还应当提及化学--物理法或物理--化学法活性炭。选用不同的原料和采用不同的化学法与物理法的组合可以对活性炭的孔隙结构进行调控,从而制取许多性能不同的活性炭。这种化学--物理法或物理--化学法是许多年来及今后相当长时期内世界各国活性炭工作者非常关注的活性炭制取方法。
1.3 按外观形状分
1.3.1 粉状活性炭
一般将90%以上通过80目标准筛或粒度小于0.175mm的活性炭通称粉状活性炭或粉状炭。粉状炭在使用时有吸附速度较快,吸附能力使用充分等优点,但需专有的分离方法。随着分离技术的进步和某些应用要求的出现,粉状炭的粒度有越来越细化的倾向,有的场合已达到微米甚至纳米级。
1.3.2 颗粒活性炭
通常把粒度大于0.175mm的活性炭称作颗料活性炭。
颗料活性炭又分为下列几种。
1.3.2.1 不定型颗料活性炭
不定型颗料活性炭一般由颗料状原料经炭化、活化,然后破碎筛分至需要粒度制成,也可以用粉状活性炭加入适当的粘结剂经适当加工而成。
1.3.2.2 园柱形活性炭
园柱形活性炭又称柱状炭,一般由粉状原料和粘结剂经混捏、挤压成型再经炭化、活化等工序制成。也可以用粉状活性炭加粘结剂挤压成型。柱状炭又有实心和中空之分,中空柱状炭是柱状炭内有人造的一个或若干个有规则的小孔。
1.3.2.3 球形活性炭
球形活性炭故名思义是园球形的活性炭,它的制取方法与柱状炭类似,但有成球过程。也可以用液态含碳原料经喷雾造粒、氧化、炭化、活化制成,还可以用粉状活性炭加粘结剂成球加工而成。球形活性炭也有实心和空心球形活性炭之分。
1.3.3 其它形状的活性炭
除了粉状活性炭和颗粒活性炭两大类外,还有其他形状的,如活性炭纤维、活性炭纤维毯、活性炭布、蜂窝状活性炭、活性炭板等等。
1.4 按应用场合分
前已述及活性炭广泛应用于几乎所有国民经济部门和人们的日常生活,正因为如此,按活性炭应用场合进行分类是很困难的,问题在于同一种活性炭可以应用于多种场合,而某种场合又可以用多种活性炭达到相同的目的。人们往往是由应用来获得对活性炭的认识的,所以往往在活性炭词语前冠似×××活性炭也作为的定俗成的活性炭的模糊分类方法。如糖用活性炭、针剂活性炭、味精活性炭、净水活性炭等等。
活性炭由于具有吸附、催化和一定的化学反应性能,同时又具有物理、化学的相对稳定性。广泛应用于几乎所有国民经济部门和人们的目常生活。
3.1 活性炭在气(汽)相吸附中的应用
活性炭在气(汽)相吸附中的大规模应用是从第一次世界大战中的毒气防护开始的。此后,逐渐向其他领域扩展,归纳起来其主要应用如下。
3.1.1 有毒或有害气体的防护
防毒面具、口罩和防护服是活性炭应用的典型代表。
3.1.2 气(汽)体的净化、精制和分离
空气净化、空气的氮、氧吸附分离和纯化;工业氢的度压吸附分离和提纯;溶剂回收;烟气中去除二氧化硫和氮氧化合物;空调;航天和深海潜艇的工作环境的气体净化等部离不开活性炭。
3.2 活性炭在液相吸附中的应用
活性炭最早的应用是从欧洲人精制糖液开始的。现在活性炭在液相吸附中的应用乙遍及许多工业部门和人们的日常生活。
3.2.1 食品工业中的应用
所有甜味剂、调味品、食用油脂、饮料都使用活性炭进行脱色精制。到目前为止,这方面的应用仍然是活性炭最广阔的市场之一,特别是正在实现工业化的我国和许多发展中国家。
3.2.2 制药工业中的应用
所有人工合面和生物制药的原料药,尤其是西药都采用活性炭进行脱色精制。活性炭吸附的主要作用是去除杂质、提高纯度和去除致热源。这是活性炭又一广大市场之一。
3.2.3 活性炭在化学工业和其他工业中的应用
活性炭在石化工业中的油品精制、脱硫、脱臭、催化剂载体;无机化工中的含用和医药级制品的精制提纯;治金工业中特别是湿法冶金中的金、铂等贵金属的提取以及染织工业中的染料、媒染剂等都逐渐使用活性炭,是近几十年来活性炭新开发的市场。
3.3 活性炭在环境保护中的应用
活性炭的应用中,从上世纪六、七十年代起环境保护逐渐成为活性炭最大的消费领域,包括气、液相吸附的环保用活性炭往往占发达国家总用量的60%以上。环保中的气相处理是各种工业生活废气的净化和回收有用溶剂。环保中的液相汲附处理中主要用于人们生活的上、下水和工业废水的处理上。发达国家的人们的饮用水、城市生活废水、工业废水基本上都采用包括活性炭处理在内的三级净化,发达国家用于水处理的活性炭约占其总用量的40~50%。我国开始重视环境问题,预期不远将来,活性炭在我国水处理中将获得跃式的发展。
3.4 活性炭在高新技术领域中的应用进展
近二十年来高新技术已成国世界各国经济发展的竞技物。科技的迅速发展促进了活性炭的发高比表面、高孔容、高吸附容量的高性能活性炭、超细活性炭、活性炭各种各样的制品不断涌现。而这些活性炭新品系在高新电子电极、新型催化剂截体、电能和高能量密度物质(如压缩或液化氢气、天然气等)和贮存。电动汽车、功能性绿色环保等诸多领域的应用都屡见有关文献,不少已投放市场。我国的活性炭工作者也在不懈努力,有些方面已取得突破,可以预期在新世纪里我国活性炭在高新技术领域将占有一席之地。
(二)活性炭指标
碘值
碘值是指活性炭在0.02N 12/KL水溶液中吸附的碘的量。碘值与直径大于10A 的孔隙表面积相关联, 碘值可以理解为总孔容的一个指示其器。
糖蜜值
糖蜜值是测量活性炭在沸腾糖蜜溶液的相对脱色能力的方法。糖蜜值被解读为孔直径大于28A的表面积。因为糖蜜是多组分的混合物,必须严格按照说明测试本参数。糖蜜值是用活性炭标样和要测试的活性炭的样品处理糖蜜液,通过计算过滤物的光学密度的比率而得。
堆积重
堆积重是测量特定量炭的质量的方法。通过逐渐把活性炭添加一个有刻度圆桶内至100cc,并测量其质量。该值被用于计算填充特定吸附装置所需活性炭数量。简单地说,堆积重是活性炭每单位体积的重量。
颗粒密度
颗粒密度是每单位体积颗粒炭的重量,不包括颗粒以及大于0.1mm裂隙间的空间。颗粒密度是用水银置换来测定的。
四氯化碳
四氯化碳值是总孔容的指示器,是用饱和的零摄氏度的CCI4气流通过25度的炭床来测量的。在规定的时间间隔内,测量被吸附的CCI4的重量直到样品的重量变化可以忽略不计为止。
亚甲蓝
亚甲蓝值是指1.0克炭与1.0 mg/升浓度的亚甲蓝溶液达到平衡状态时吸收的亚甲蓝的毫克数。
硬度
硬度是测量活性炭机械强度的指标。重量的改变,用百分比表示。更确切地讲,硬度值是指颗粒活性炭在RO-TAP仪器中对钢球衰变运动的阻力。在炭与钢球接触过以后,通过利用筛子上的炭的重量来计算硬度值。
磨损值
磨损值是测量活性炭的耐磨阻力的指标。该实验测量MPD的变化,通过百分比来表示。颗粒活性炭的磨损值说明颗粒在处理过程中降低颗粒的阻力。它是通过在RO_TAP机器中将炭样品和钢球接触,测定最终的颗粒平均直径与原始颗粒的平均直径的比率来计算的。
丁烷值
丁烷值是饱和空气与丁烷在特温度和特定的压力下通过炭床后,每单位重量的活性炭吸附的丁烷的量。
灰分
活性炭中包含无机物,通常是铝和硅。灰分是研磨成粉状的碳在954摄氏度时燃烧3个小时的剩余残渣。从技术角度看,灰分是活性炭矿物氧化物的组分。通常定义为在一定量的样品被氧化后的重量百分比。
水分
水分是测量碳所含水的多少。用Dean-Stark trap和冷凝器,在二甲苯溶液中煮沸活性炭来测量水分。为了测试水分,水被冷凝和截留在待测定臂状容器内。活性炭的水含量也可以通过在150摄氏度下烘干3小时后活性炭重量上改变来测定。水分是活性炭中被吸附的水的重量的百分比。
(三)活性炭的优越性?
由于活性炭可以产生吸附作用,它可以十分有效的去除毒素、氯气和氯胺和一些有机物,并能使水脱色。其最终结果是提高水的质量。这种活性炭应具备微孔结构,该结构拥有较高的碘值,它是微孔率(600以上)的一个测量标准,还拥有低的糖蜜值,它是大孔率(低于400)的一个测量标准。
1、 能高效的去除非极性有机化学物。
2、 可广泛应用于各类化合物。
3、 有效的脱色。
4、 有效的去除低含量的无机污染物质。
5、 炭的加热再生可以分解被吸附的废水溶解质。
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