什么是活性炭?活性炭的制作-
一、什么是活性炭?
活性炭是以碳為主要構(gòu)成物的、比表面積大、有吸附能力的多孔材料的總稱。而這個定義也不是十分合理。由于許多的物質(zhì)都有一定的比表面積。
活性炭的定義盡管不是十分合理。但也說明一個基本的特點。就是比表面積大,有吸附能力的炭。那么活化的原理就是增加炭的比表面積,增加吸附能力。本著這一觀點,人們確定了很多的活化方法。(展開的講)
而活性炭這個名字的出現(xiàn)*早出現(xiàn)在歐洲是1900年,在亞洲,日本是在1931年開始工業(yè)化生產(chǎn)。
二、斯列普爐的活化工藝流程
原料炭化料—破碎—篩選—活化—破碎—篩選—合格炭(可包裝)—酸洗—水洗—脫水干燥—成品炭
工藝操作:1.原料準備。斯列普爐所用的原料炭需具有一定的粒度、強度和重度,以便原料在活化道中能夠順利地向下運動,不能發(fā)生棚料、膨爐現(xiàn)象。同時要灰分盡可能地低,以免炭可能灰化,在活化道上產(chǎn)生結(jié)瘤現(xiàn)象,阻止物料向下運動。
對于椰殼或杏殼等硬質(zhì)炭為原料生產(chǎn)活性炭時,粒度要求在3~10目之間,對于其他的物料*小不能小于20目。約一毫米。小于1毫米的不能大于1%,灰分不能高于3%。
2、活化。物料的流程。原料從粉碎好的車間運到斯列普爐上的料槽中,借助于重力的作用沿活化道緩慢地向下移動。先后經(jīng)過預(yù)熱段、補充炭化段、冷卻段,*由下料口預(yù)出。炭在預(yù)熱段的作用是提高炭的溫度,出去多余的水分。在補充炭化段的作用是被高溫活化氣體間接加熱。使炭的溫度不斷提高。進行補充炭化。在活化段,活化道與活化氣體道垂直方向相同,炭與活化氣體直接接觸進行活化。在冷卻段,產(chǎn)品的熱量通過爐壁進行自然冷卻。
蒸汽—氣體混合物流程,活化爐的左、右半爐由上聯(lián)煙道與蓄熱室相連通,左右半爐由下聯(lián)煙道連通。
當關(guān)閉左半爐的煙道時,左半爐的蓄熱室,底部通入蒸汽,蒸汽上升與上部被加熱的格子磚進行熱交換。其蒸汽溫度由135度提高到1000至1100度左右。此時,蒸汽從左蓄熱室的頂部的上聯(lián)煙道進入左半爐,然后蒸汽氣體混合物自上而下的曲折運動到下聯(lián)煙道。在這個過程中,高溫水蒸氣與物料直接接觸,進行活化,活化過程是吸熱反應(yīng),所以爐溫是不斷下降的,因此習慣上也稱之為冷卻半爐,也稱為蒸汽活化半爐?;罨磻?yīng)中產(chǎn)生大量的氣體如一氧化炭、氫氣等也隨著蒸汽的流向,從下聯(lián)煙道進入到右半爐。
混合氣體進入右半爐后,產(chǎn)生了二氧化碳和水蒸氣,同時放出大量的熱量,提高右半爐的溫度,因此,右半爐也稱為加熱半爐。這半主要是煙道氣活化。*燃燒到煙道氣從上聯(lián)煙道時入蓄熱室,這時在上聯(lián)煙道上給與充足的空氣。是混合物充分燃燒,將蓄熱室下的煙道排入煙囪。完成這個操作周期是半個小時。然后進行交換。進行右半爐操作。右半爐的操作同上,只是將上面的左字改成右字,右字改成左字在交換時,依次完成下列操作。
打開左半爐的空氣閥,關(guān)閉右半爐的空氣閥;
打開右半爐的蒸汽閥,關(guān)閉左半爐的蒸汽閥;
打開左半爐的煙道閥,關(guān)閉右半爐的煙道閥;
在冷卻半爐中,也需要通入少量的空氣,一方面防止爐內(nèi)混合氣體壓入空氣管,另一方面使爐內(nèi)產(chǎn)生的煤氣部分燃燒放出熱量以補償熱量的損失。所以活化階段的溫度能夠保持在850~950度。為防止空氣從其他部位進入爐內(nèi),產(chǎn)生局部過熱,爐內(nèi)應(yīng)保持一定程度的正壓。一般在10~50P。
尾氣的利用 活性炭在活化的過程中,煙道氣也是一種很好的活化劑,因為煙道中含有大量的水蒸氣和二氧化碳。二氧化碳的存在有利于活性炭中孔的增加。所以煙道氣是一種很好的活化劑。且煙道的溫度在300度左右,回收一部分煙道氣有利于蒸汽的溫度,因此可提高活化的爐溫,減少空氣供應(yīng)量,提高活性炭的得率。回收煙道氣還節(jié)約了蒸汽。是降低活性炭成本的很好措施。
三、醋酸乙烯合成用活性炭的用法。
醋酸乙烯學名叫乙酸乙烯酯。是無色透明的可燃性液體。該物質(zhì)聚合成聚乙酸乙烯酯的乳液,就是我們常見的白色乳膠。聚乙酸乙烯酯與甲醇進行酯交換反應(yīng),生成聚乙烯醇再與甲醛進行縮聚反應(yīng),生成聚乙烯醇縮甲醛,就是維尼綸纖維,這種纖維是一種與棉花纖維相似,但比棉花纖維結(jié)實和耐腐蝕的纖維。
醋酸乙烯合成有兩種方法,一種是乙炔為原料,與醋酸在酸酸鋅為催化劑的條件下合成,這種方法就是以我們所生產(chǎn)的活性炭為載體的。這種活性炭指標已經(jīng)有國家標準。不過目前我國的廠家已經(jīng)紛紛提高了指標。乙酸吸附值都在550以上。有的高達600。
另一種方法是乙烯為原料,在一定量氧的存在下,通過氯化鈀和氯化銅為催化劑的方法。這一方法以前是不用活性炭為催化劑為載體的,我國只有重慶長壽化工廠采用,據(jù)說現(xiàn)在也開始采用活性炭為催化劑載體了。是成都晨光化工研究院給提供的新工藝,目前的汪洋活性炭產(chǎn)品。具體的活性炭指標和性能還不得而知。
三聚氯氫用活性炭。三聚氯氫用活性炭做催化劑的載體炭,這一類活性炭的要求比乙酸乙烯載體活性炭要求略低,目前沒有國家標準。但是有企業(yè)標準。一般來說,企業(yè)的標準雖然檢驗方法不同,但質(zhì)量要求還是差不多少的。但是有企業(yè)標準。一般來說,企業(yè)的標準雖然檢驗方法不同,但質(zhì)量要求還是差不多少的。以三征公司為例,他們要求的是四氧化碳的吸附率在65~70%,河北誠信則要求的是乙酸吸附值510毫克/克。當然,河北誠信的要求高于三征公司的,大約高出10%左右的四氯化碳吸附率。
三聚氯氫的工藝是將氫氯酸與氯氣在高溫下通過含有三氯化鐵的活性炭層,使他們發(fā)生取代反應(yīng),三聚氯氫是一種漂白劑和農(nóng)藥的中間體,是一種新興的市場資源。國內(nèi)外對三聚氯氫的研究正方興未艾。
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