点至500-1500规格可定做四氯化碳30-65未碳化物1水分5灰分5
临朐县海源活性炭厂,位于山东临朐县冶源镇西圈村,主产活性炭,产品型号、用途广泛、诚信经营、支持加工定制。
褐煤活性炭作为一种孔隙结构发达、比表面积大、选择性吸附力强的炭质吸附材料,已经被广泛应用于、食品、冶金、化工、环保、医药等行业的精制和净化过程。随着近年来环境保护力度的加强、食品安全标准的提高、动力电池的兴起,活性炭的需求量越来越大,已经成为人们生活和工农业生产过程中不可或缺的重要产品。
世界褐煤活性炭制造与应用的历史已逾,我国活性炭工业的发展也走过了半个多世纪,并取得了令人瞩目的成就,我国已发展成为世界褐煤活性炭生产大国和出口大国,年产量超过60万吨,出口量逾25万吨。我国褐煤活性炭的制造起步于20世纪50年代初,生产能力从1951年的不足百吨猛增到20世纪80年代的近十万吨,且活性炭的应用范围迅速拓展,多种活性炭品种得到了发展;20世纪80年代后,随着和国内经济迅速发展,活性炭生产和应用进一步递增,出口量迅速上升成为世界。近年来,储能、VOCs捕集等新能源与环保行业对活性炭需求的增加,进一步激励了活性炭产业发展,开发出多种活性炭新品种,拓展了应用新领域。

褐煤活性炭物理法工艺过程及生产装置
一、物理法的基本工艺过程
物理法制造褐煤活性炭的基本工艺流程是粉状活性发生产流程,是无定形活性炭和成型活性炭生产流程。
由此可看出,物理法活性炭生产工艺大致包括以下主要工段,原料处理工段、活化工段、后处理工段和成品工段。
二、物理法工艺过程及相应生产装置
1.原料预处理工段
由于制备褐煤活性炭的原料种类很多,有木质原料、煤质原料、人造材料和工业废料等,不同原料有不同的物理化学性质,包括不同的粒径、粒径分布和灰分、挥发分含量等,因此针对不同原料也需要进行不同的预处理。
预处理的目的有三个,是可以使得原料的外观和粒度较适合炭化、活化设备,并满足使用者对产品的要求;第二是可以除去大部分对活化反应和产品性能不利的杂质;第三是可以尽可能减小原料发生石墨化的趋势,从而有利于得到吸附性能优良的活性炭产品。
为得到合适粒度的原料并除去杂质,可采用破碎、筛分、扬析和除铁等工艺过程,并根据不同原料的特性选用相应的矿石、粮食或者饲料加工设备。
因此可以通过控制温度来控制活性炭产品的孔隙分布,从而制备具有不同用途的活性炭产品。一般而言,水蒸气活化法的活化温度控制在800~950℃.烟道气活化的温度控制在900~950℃,空气活化的温度控制在600℃左右。此外,对于不同的原料,活化温度的影响也有区别。例如有研究发现,以泥发为原料生产活性炭时,较高的活化温度(1040℃)反而有利于提高微孔含量,低温却有利于中大孔的形成[28]。因此在生产过程中,应根据原料、所制备活性炭的用途以及所采用的活化剂来确定活化温度。
活化时间
在活化条件下,气体活化按照造孔一扩孔步骤进行,即先开始在炭化料肉部形成大量的微孔,相邻碳微晶之间原本闭塞的微孔也被打开,从而使活性发比表面积增大,吸附能力增强,而随着反应的进一步进行,碳微晶层面上的碳开始被消耗,使微孔变大、塌陷,直到相邻微孔之间的孔壁被完全烧蚀形成中大孔结构,导致活性炭比表面积降低。由于反应速率随温度变化而变化,不同原料的活化难易程度也不一样,因此若活化温度较低或者原料活化反应性较差时,活化时间应适当延长,反之亦然。

褐煤活性炭制造与应用技术
1.孔分布结构
褐煤活性炭,其孔隙结构呈三分散系统,即它们的孔径很不均匀,主要集中在三类尺寸范围:大孔、中孔和微孔。
大孔又称粗孔,是指半径100~200nm的孔隙。在大孔中,蒸汽不会发生毛细管凝缩现象。大孔的内表面与非孔型碳表面之间无本质的区别,其所占比例又很小,可以忽略它对吸附量的影响。大孔在吸附过程中起吸附通道的作用。
中孔也称介孔,是指蒸汽能在其中发生毛细管凝缩而使吸附等温线出现后回环线的孔隙,其半径常处于2~100nm。中孔的尺寸相对大孔小很多,厚管其内表面与非孔性碳表面之间也无本质的差异,但由于其比表面已占一定的比例,所以对吸附量存在一定的影响。但一般情况下,它主要起粗、细吸附通道的作用。
微孔有着与被吸附物质的分子属同一量级的有效半径(小于2nm),是活性炭重要的孔隙结构,决定其吸附量的大小。微孔内表面,因为其相对避免吸附力场重叠,致使它与非孔性碳表面之间出现本质差异,因此影响其吸附机制。
物理吸附发生在尺寸小、势能高的微孔中,然后逐渐扩展到尺寸较大、势能较低的微孔中。微孔的吸附并非沿着表面逐层进行,而是按溶剂填充的方式实现,而大孔、中孔却是表面吸附机制。所以,活性炭的吸附性能主要取决于它的孔隙结构,特别是微孔结构,存在着的大量中孔对吸附也有一定的影响。
物理形态
褐煤活性炭的粒度大小也会影响其吸附性能。例如,用同一种活性炭从溶液中吸附同量亚甲基蓝的时间,因其粒度大小而快慢不同。例如,粒度325目(直径 0.043mm)的活性炭的吸附速率为粒度20目(直径为0.833mm)的吸附效果的 375 倍。
但是,不能认为研细的活性炭其表面积要大于等量的粒度大的活性炭的表面积。因为表面积存在于广大的、丰富的内孔结构中,研磨不影响活性炭的表面积,但影响其达到平衡吸附值的时间。
表面化学官能团
褐煤活性炭的吸附特性不但取决于它的孔隙结构,而且取决于其表面化学性质,比表面积和孔结构影响活性炭的吸附容量,而表面化学性质影响活性炭同极性或非极性吸附质之间的相互作用力[1]。活性炭的表面化学性质主要由表面化学官能团、表面杂原子和化合物确定,不同的表面官能团、杂原子和化合物对不同的吸附质有明显的吸附差别。
褐煤活性炭在适当的条件下经过强氧化剂处理,可以提高其表面酸性基团的相对含量,增加表面极性,从而增强其对极性化合物的吸附能力。常用的氧化剂有 HNO₃、H2O2等。实验研究,通过对活性炭进行强氧化表面处理后,对11种不同气体和蒸汽进行吸附,结果表明,改性活性炭对苯、乙胺等的吸附容量大大降低,主要是因为活性炭表面经过强氧化后缺失了大量的微孔;而对氨水和水的吸附能力却大大增强,这主要是因为活性炭表面氧化物的增加。因此,随着活性炭表面氧化物的增加,其对极性分子的化学吸附也增强。
通过还原剂对活性炭进行表面还原处理,可以提高活性炭表面碱性基团的相对含量,增加表面的非极性,提高活性炭对非极性物质的吸附能力。常用的还原剂有 H2、N2、NaOH等。表面还原后的活性炭,在对染料处理时表现出不一样的特性。对于阴离子染料,活性炭表面碱度和吸附效果间有着密切的联系,吸附机理是活性炭表面无氧Lewis碱位与被吸附染料的自由电子的交互作用。而对于阳离子染料,活性炭表面的含氧官能团起到了积极的作用,可是经过热处理的活性炭依然对阳离子染料有良好的吸附效果,这说明静电吸附和色散吸附是两种相当的吸附机制[32]
通过液相沉积的方法可以在活性炭表面引入特定的杂原子和化合物,利用这些物质与吸附质之间的结合作用,增加活性炭的吸附能力。在液相沉积时,浸渍剂的种类是影响活性炭吸附效果的主要因素。针对不同的吸附质,可以采用不同的浸溃剂对活性炭进行处理,以得到良好的吸附效果。
值得注意的是,在对活性炭进行表面官能团的改性时,也伴随着活性炭表面化学性质的变化。其表面积、孔容积以及孔径分布都会有一定的变化,这也会影响活性炭的吸附。所以,在进行表面官能团的改性时,针对不同的吸附条件和吸附质采取不同的改性,要综合考虑物理结构和化学结构双重变化引起的影响[33.34]。
活性炭的吸附效果跟吸附质本身的性质有着很大的关联性。通常,在不考虑活性炭自身孔径结构对大分子的“筛滤”作用时,由于大分子物质吸附能较高,所以大分子物质更易被吸附。对于水体中的小分子有机物,分子量大的更易被活性炭吸附。
对于挥发性有机化合物,分子量越大,其去除率就越高,而可提取有机物则恰恰相反,其吸附效果是随着分子量的减小而增强。这是由于挥发性有机化合物的极性较小,而可提取的有机化合物的极性比较大,由于活性炭本身的性质,可以将其看做一个非极性吸附剂。

褐煤活性炭添加量
添加量是影响褐煤活性炭液相吸附性能的一个重要因素。增大活性炭的添加量。有助于增加吸附活性位。提高吸附效果,但是也会增加吸附过程中的吸附阻力。因此,要确定合理的添加量,大限度地发挥活性炭的吸附性能,达到理想的吸附效果。
佳添加量可以通过实验研究确定,但实践证明,生产过程中的实际使用量通常比实验室获得的添加量要少,原因尚不明确,需要进一步研究。因此,对于褐煤活性炭添加量的确定,通常是根据实践经验来确定。由于每次使用的工况不一样,且每批活性炭的性能也不同,这就需要构建一个
实验研究和实践使用之间的比例关系,同时辅以操作者的成熟经验。一般来说,在添加炭样5~10min 后进行取样观察,判断是否正确。时间
脱色或精制所需的时间,受许多因素影响,如炭的粒度、炭的用量、液体温度和黏度等,一般需要10~60min。炭越细或用炭量越多则时间越短,当液体黏度大或用炭量很少时则时间就长些。对给定的色素和给定的活性炭种类,在同一条件下,随着时间的延长,单位质量的活性炭对色素的吸附变化并不大。表5-1为三种色素在溶液的平衡浓度为0.1mmol/L时,在25℃时,活性炭对色素的吸附量随时间变化的情况。

褐煤活性炭在酒类生产领域的应用
褐煤活性炭处理酒的功能,主要是去除杂色(指白酒)、不良杂质和促使陈化(酯化)。木炭或骨炭用于酒处理在欧洲已有很久的历史,现今均已被褐煤活性炭所取代。在应用过程中,褐煤活性炭要先制成稀浆状,缓慢地加入和混合,避免大量的空气进入。褐煤活性炭的加入量根据不同的酒类都应有严格的控制,否则会使番中天然的香味消失,失去了某些酒的特色。某种酒应该加入多少活性炭要经过试验确定,并应严格选择炭种。
制造啤酒时,在加入酒花前,用活性炭处理尚未发酵的浸汁,可以降低其中蛋白质的含量,并能改良其保持泡沫的性质以及熟啤酒的香味。如用活性提处理带苦味的浸汁则更有效。发酵后用活性炭处理,可改善啤酒特有的香味和发泡起沫的性质,也可加速啤酒的陈化。
随着技术的发展,在酒类处理中,已经形成了活性炭品种,如酒精处理活性炭、浓香型曲酒处理活性炭、清香型酒类处理活性炭、渣酒处理活性炭等。活性炭品种的开发和应用不仅丰富了活性炭产品线,也有助于提高其应用性能。

褐煤活性炭在食品工业中的应用
蔗糖
我国是世界第四大产糖国,每年的食糖总产量约为1300t。澄清工艺是制糖生产的环节,也是关键环节,对于提高产品质量和糖分回收具有重要作用。吸附脱色是一种重要的澄清工艺。在活性炭未出现时,主要是用骨炭来处理。骨炭是由牛骨干燥破碎后,于600~850℃下隔绝空气干馏制得,收率为65%左右。由于骨炭的灰分含量大,含碳量低,脱色效果比较差。之后逐渐被褐煤活性炭所取代。
从20世纪初成功制造褐煤活性炭开始,首入应用领域的是蔗糖脱色精制,蔗液的精制有许多步骤。以石灰来澄清,再浓缩结晶出初步精制的糖,称粗糖,纯度约96%。经洗涤的结晶再溶解在水中,成为50%~60%的糖液,再下一个步骤就是澄清,主要是加入石灰使糖液成微碱性,再用磷酸中和,生成的磷酸钙可吸附杂质,用过滤法除去,然后用活性炭脱色。
我 国蔗糖盛产于华南地区,其生产方法很少采用由红糖加工精制成白糖,所以没有大量使用骨炭或褐煤活性炭。糖厂都采用二氧化硫漂白,将色素还原,这就有可能在以后同空气接触的过程中,颜色会泛黄,但大部分的有色胶体都能被所形成的亚硫酸钙吸附除去。不过当糖色重时,以活性炭脱色还是很必要的,并还有脱臭作用。而二氧化硫漂白,既不环保又对人体有危害,应加以改进。
利用活性炭脱色时,糖液的pH值至关重要。偏酸性时易引起糖的转化,但脱色效果好,因此控制pH=7为佳。糖液稀有利脱色。