化学药品活化法生产活性炭

化学药品活化法生产活性炭化学药品活化法生产活性炭第1页测定方法操作步骤：GB/T12496.8-1999称取经粉碎至71μm（200目)干燥试样0.5g(/准确至0.4mg)，粉状炭需作补充研磨，以满足71μm下要求，放入干燥100mL碘量瓶中，准确加(1+9)盐酸10.0mL，使试样湿润，放在电炉上加热至沸，微沸(30±2)s，冷却至室温后，加入50.0mL0.1mol/L碘标准溶液。马上塞好瓶盖，在恒温水浴振荡器上振荡15min，快速过滤到干燥烧杯中。用移液管吸收10.0mL滤液，放入250mL碘量瓶中，加入100mL水，用0.1mol/L硫代硫酸钠标准溶液进行滴定，在溶液呈淡黄色时，加2mL淀粉指示液，继续测定使溶液变成无色，统计下使用硫代硫酸钠体积数。

化学药品活化法生产活性炭第2页亚甲基蓝吸附值亚甲蓝值是指1.0克炭与0.15／升浓度亚甲蓝溶液到达平衡状态时吸收亚甲蓝毫克数。化学药品活化法生产活性炭第3页操作步骤称取经粉碎至71μm干燥试样0.100g(准确至1mg)置于100mL具磨口塞锥形烧瓶中,用滴定管加入适量亚甲基蓝试验液,待试样全部湿润后,马上置于电动振荡器上振荡20min,环境温度(25±5)℃,用直径12.5cm中速定性过滤纸进行过滤。将滤液置于光径为1cm比色皿中,用分光光度计在波长665nm下测定吸光度,与硫酸铜标准滤色液吸光度相对照,所耗用亚甲基蓝试验液毫升数即为试样亚甲基蓝吸附值。[称取4.000g结晶硫酸铜(Cu2SO4·5H2O)溶于1000mL水中]化学药品活化法生产活性炭第4页3.四氯化碳吸附值

在要求条件下,使载有四氯化碳空气流过已知质量活性炭样品,直至炭样质量已不再增加为止,然后测定炭样四氯化碳质量。

是用饱和零摄氏度CCI4气流经过25度炭床来测量。四氯化碳值是总孔容指示器,

化学药品活化法生产活性炭第5页5.糖蜜值

糖蜜值是测量活性炭在沸腾糖蜜溶液相对脱色能力方法。糖蜜值被解读为孔直径大于28A表面积。因为糖蜜是多组分混合物,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活性炭样品处理糖蜜液,经过计算过滤物光学密度比率而得。

化学药品活化法生产活性炭第6页2.活性炭微观组成和结构

活性炭（与微晶质炭类似)微观组成含有乱层结构基础微晶:类石墨微晶无定形碳未组成类石墨微晶非组织碳

易石墨化碳难石墨化碳化学药品活化法生产活性炭第7页活性炭生产原料1植物原料植物资源：木材、竹材等

果核壳类：椰子壳、杏核壳、核桃壳、橄榄核、油茶壳等果核壳类等优质原料生物质资源加工剩下物：木屑、竹屑及一些边材、糠醛渣等农业生产过程中剩下物：麦杆、稻杆、棉杆等

2矿物质原料及其加工产物：煤、石油焦、沥青3高分子合成树脂：酚醛树脂、偏聚氯乙稀等高分子树脂、废旧轮胎、动物骨头、血、动物粪等

原料种类化学药品活化法生产活性炭第8页

对活性炭性能及用途要求不一样,所采取原材料类型也有所不一样,当前原材料选择基础上步入两个发展方向。(1)起源广泛,价格低廉低品质原料,如泥煤或褐煤、木屑、纸浆废液、废旧塑料等,用于制造用量大、对性能要求不高活性炭。(2)高价原料如合成树脂和纤维等,以制造含有一些特殊功效、价格极高但质量极优高级特制活性炭,如血液透析炭、活性炭纤维、泡沫炭等。

化学药品活化法生产活性炭第9页①、斯列普活化炉结构P443ⅰⅱⅲ由ⅰ炉本体、ⅱ蓄热室和ⅲ烟囱组成。化学药品活化法生产活性炭第10页5.氯化锌活化法特点氯化锌法是化学药品活化法中应用最广一个方法,它有许多优点。

a.产品得率高,每吨活性炭只需消耗2.1-2.5吨绝干木屑。

b.活化温度低,普通在500-520℃左右,因而降低了高温操作带来麻烦。

c.产品规格可经过调整锌屑比,能调整活性炭比孔容积和孔径分布。

d.用氯化锌法制得活性炭含有一些独特性质,是其它方法难以代替。尤其在物理化学性质上与用水蒸汽法制得活性炭有许多差异,使用氯化锌法产品更适合于液相应用,尤其对糖液脱色效果更加好。

化学药品活化法生产活性炭第11页氯化锌法缺点,主要是氯化锌对环境污染对设备腐蚀比物理法严重。所以,用氯化锌法时,必须考虑生产过程中废气和废水处理与设备防腐蚀问题。

化学药品活化法生产活性炭第12页第三节、化学药品活化法生产活性炭一、概述1、定义：化学活化法是将含碳材料用化学药品浸渍后在适当温度下，经过炭化、活化制取活性炭一个方法。2.工艺流程:化学活化法有两个一个是将原料浸渍后直接进行加热处理制成活性炭。这个工艺流程适合用于粉状炭。泥煤和木屑等原材料均适于这种方法。(传统)第二个工艺流程是原料在浸渍后经过挤压成型然后进行加热处理，制成成型活性炭(优点)。日本一些粒状活性炭多采取这种方法用椰壳为原料制成。

化学药品活化法生产活性炭第13页3.常见化学活化试剂理论上含有脱水能力化学物质都可进行活化。酸类

：

盐酸、氢澳酸、硝酸、硼酸、磷酸等碱或碱类：Na20、NaOH、CaO、KOHCa(OH)2盐类：ZnCl2、MgCl2、CaCl2、NH4Cl、AICl3.KMnO4、K2CO3。镍盐、硼酸盐、氧化物：磷氧化物、砷氧化物等化学药品活化法生产活性炭第14页到当前为止,即使有许多化学药品用于活性炭制备中,但工业生产上是氯化锌、磷酸和氢氧化钾占主导地位。

化学药品活化法生产活性炭第15页二、化学活化法理论

抑制焦油生成;促进芳烃缩合反应，使一个别分子变稳定而降低挥发组分和焦油形成催化脱水与催化炭化;

隔绝空气，在比气体活化低温度下炭化。降低了它们在热解过程中与碳元素生成许多不一样有机化合物如焦油等几率。化学造孔：能制得含有独特征能(过渡孔发达)化学药品活化法生产活性炭第16页化学活化过程中:主要原因是无水活化剂和干燥初始原料重量比，即浸渍比。

在气体活化时，重量降低率能够用作活化度标准，

在药品活化时，浸渍比成为活化度标准。

浸渍比对产物多孔性影响:

在浸渍比比较小情况下，伴随浸渍比增加，炭化产物总细孔容积增加，是依靠微细孔数增加。在浸渍比比较大时，直径比较大细孔数增加，由微细孔形成细孔容积反而降低。

化学药品活化法生产活性炭第17页

药品活化法产品在溶剂回收、液相吸附、尤其是在着色溶液脱色性能方面很出众(中孔发达)。

一样，因为使用化学药品，使活化剂如残留在产品中，将招致食品公害，而且往往带来对制造装置腐蚀、废水、环境污染等生产公害问题。所以，活化剂回收成为最主要技术，它支配着产品质量和生产成本。

化学药品活化法生产活性炭第18页三、常见工艺与流程(一)、氯化锌活化法生产活性炭以化学品氯化锌为活化剂。传统化学法化学药品活化法生产活性炭第19页ZnCl2

活化法ZnCl2活化法在我国是最主要生产活性炭化学活化法,工业化已多年。它主要以木屑为原料,用ZnCl2活化时只需3吨左右木屑即能够得到1吨活性炭,收率高。而经过普通物理活化法活化时,制得1吨活性炭则需5-6吨木屑。另外,ZnCl2法活化时,活化温度低,对糖用炭来讲,活化温度普通在550℃以下,而药用炭则应控制在500℃以下,从而降低了能耗及高温操作带来一系列难题。

化学药品活化法生产活性炭第20页1、氯化锌在活化过程中作用（1).润胀作用：

氯化锌对植物原料中纤维素起润胀、胶溶以致溶解作用，药液渗透到原料内部，溶解纤维素而形成孔隙。

木屑等植物原料中总纤维素含量达60--70％。据认为，在不到200℃温度下，经过氯化锌电离作用能使纤维素发生润胀。并将连续到纤维素分散成肢体状态为止。在这同时还会发生一些水解反应和氧化反应，使高分子化合物逐步解聚，形成一个个别解聚化合物与氯化锌组成均匀塑性物料。这么当生产糖用炭时，在靠近物料开始炭化炉壁，尤其轻易发生粘结现象。当用氯化锌和木屑生产颗粒活性炭时，锌屑料在150--200℃下进行预处理，既能得到塑性物料。假如锌屑比较高，物料在100℃以下就能塑化。另外，在制造钢纸时，也是用浓氯化锌溶液浸渍原纸，使表面发生猛烈润胀与被溶作用而胶化。这些都说明氯化锌对纤维索润胀作用。

化学药品活化法生产活性炭第21页（2).催化脱水和催化炭化：氯化锌在高温下含有催化脱水作用，使原料中氢、氧原子以水形式分离出来，使更多碳保留在原料中，提升了活性炭得率。用氯化锌作活化剂，能降低活化温度，活化时产生焦油颜色显著变浅，这说明木屑活化过程与通常热解反应有所不一样。

化学药品活化法生产活性炭第22页化学药品活化法生产活性炭第23页

从表能够看出,当木屑加ZnCl2和H2PO4后,炭化温度大大降低,焦油颜色显著变浅,说明杉木屑在ZnCl2等作用下,改变了通常热解反应历程。

化学药品活化法生产活性炭第24页（3).骨架造孔作用：氯化锌在炭化时能起骨架作用，即它们在原料被炭化时给新生碳提供一个骨架，让碳沉积在它上面。新生碳含有初生键，有吸附力，能使碳与氯化锌等锌化物结合在一起。当用酸和水把氯化锌等无机成份溶解洗净之后，碳表面便暴露出来，成为含有吸附力活性炭内表面积。这种作用最显著表达是：活性炭孔隙总容积随锌屑比增大而增大。而且当锌屑比大时，能够制得过渡孔较发达活性炭，锌屑比小时，又可制得微孔较发达活性炭。

化学药品活化法生产活性炭第25页（4).氯化锌芳香化作用

用木屑或纤维素作原料用浓度为15—65％氯化锌在140℃下浸渍。然后将溶剂抽出物(分解产物)用紫外线吸收光谱法进行分析结果发觉其中有葡萄糖、戊糖、糖醛酸和粮醛等一些分子量约为160--240物质。这些物质在更高温度下(300℃以上)炭化过程中被炭化成炭组成个别。由此推测：用ZnCl2作活化剂时，最初木屑被氯化锌溶液降解并低分子化，接着被催化脱水，并促进中间产物缩合成为不挥发物，即由糖醛酸和醛糖缩合成为糠醛。它们在受热时深入向环芳构化，形成缩聚炭，这种炭在氯化锌溶液中不溶解，在适当温度下形成炭乱层微晶结构。还要指出是，在这期间，氯化锌是呈液体状态，含有流动性，当炭分子重排时，不起妨碍作用，并还有利于炭孔隙结构形成。

化学药品活化法生产活性炭第26页(5)非碳元素作用

有些人认为，不一样非碳元素对碳活化作用是不一样。如元素钾，它能够渗透到微晶六角形片状体之间，将它们个别地撑开。这些非碳原子除了看成碳原子，到达更有效空间和结构排列之外，还合成为活性炭分子结构一个别。如氧以共价键与碳结合形成稳定表面氧化物。碳与硫原子结合也是类似于表面氧化物化学结合。氮和碳是以类似脂基形式结合。而氢与碳结合，活化之前是以碳氢链和环形式联结在六角形片状体边缘原子上;活化期间，在950℃以下，这些氢大个别被除去，还有一少个别氢即使在活化之后仍留在炭上，只有在很高温度下，才逐步地被除去，而正伴随这些氢降低，活性炭吸附力也逐步降低。所以有些人认为牢靠地结合在活性炭上一些非碳元素能够提供一些吸附键，使活性炭吸附能力提升。如这些活性炭含有特殊吸附力和催化作用，就是因为有一些非碳元素—氧、铁和氢存在。这些非碳元子影响还可能扩展到邻近碳原子上。就象把一个极性基因引入一个有机化合物结构中，影响远处原子化学性质一样。

化学药品活化法生产活性炭第27页ZnCl2活化法制备活性炭原理众说纷纭,被大家认可说法是ZnCl2是一个脱氢剂。以Caturla为代表学者们认为ZnCl2存在使纤维素质原料发生脱氢并深入芳构化,从而形成了孔,充分洗涤后,多出ZnCl2等杂质被洗去,他们原来占据位置就显出了孔。Ibarra等人认为ZnCl2存在使脱氢反应加紧,使之在400℃以下即能快速进行(脱氢反应发生在热解初级阶段,在形成焦油之前)。

化学药品活化法生产活性炭第28页2.氯化锌活化法对生物质原料要求

①、普通来说，原料中氧重量含量不

能小于25%，氢重量含量不能小于5%。

②、原料含有一定孔隙。

植物原料：都含有较发达孔。

含氧、氢

不适合合成高分子

化学药品活化法生产活性炭第29页3.影响氯化锌活化法主要原因

①、浸渍比：即锌屑比，是氯化锌法生产活性炭配料时所使用无水氯化锌与绝干原料重量之比。它是影响氯化锌活化法活性炭孔隙结构和吸附性能最主要原因。

生产上锌屑比大小是经过改变配料时氯化锌溶液浓度及与原料木屑相对用量百分比来调整。

化学药品活化法生产活性炭第30页锌屑比对产品活性炭性质影响锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%锌屑比，%化学药品活化法生产活性炭第31页

从表能够看出，当锌屑比如100％增加到350％时，活性炭吸苯率当比压小时，伴随锌屑比增加而降低，当比压大时，却伴随锌屑比增加而增加。这是因为活性炭吸苯率，在比压小时，主要与表面吸附相关，与毛细管凝聚关系不大，所以主要取决于炭比表面积;当比压较大时，不但发生表而吸附，还会发生毛细管凝聚作用。所以，在这时候活性炭吸苯率不但取决于比表而积，还取决于炭比孔容积。而比孔容积是随锌屑比增加而增大。

化学药品活化法生产活性炭第32页从表还能够看出伴随锌屑比增加，颗粒密度降低。而活性炭孔隙平均半径和最大孔隙分布半径都增加这就是说改变锌屑比能够制得不一样孔径活性炭。用较小锌屑比，能够制得微孔发这活性炭;用较大锌屑比，能够制得过渡孔和大孔比较发达活性炭。不过，活性炭强度却随锌用比增加而降低。

化学药品活化法生产活性炭第33页②、原料种类和性质

原料种类和性质在一定程度上影响浸渍工艺条件和产品活性炭孔隙结构。原料种类性质工艺：浸渍效果、时间活性炭：孔隙结构和吸附性能工艺：浸渍效果、浸渍时间活性炭：孔隙结构（当含水率很大时）影响含水率影响颗粒度影响工艺：浸渍时间成型活性炭：颗粒强度化学药品活化法生产活性炭第34页

普通认为,原料对产品质量是有影响。比如,糖用活性炭吸附件能与木屑树种有较大关系。多数情况下,杉木屑比柞木屑好,松木屑树脂含量高,影响氯化锌渗透,从而对活化过程有影响。但经过选择适当生产条件,也能够克服由原料所引发不利影响,如用不一样树种混合木屑,也能生产出合格糖用碳。

化学药品活化法生产活性炭第35页原料含水率影响木屑含水率会影响氯化锌溶液渗透速度,因而影响氯化锌溶液浸渍或捏合所需时间。普通木屑含水率在纤维饱和点以上时,氯化锌溶掖渗透速度较慢。所以,当木屑含水率超出30％时,浸渍时间要求在8小时以上,当木屑合水率在纤维饱和点以下时,氯化锌溶液渗透速度要快一些。所以,当连续生产用捏和机拌和木屑和氯化锌溶液时,捏和时间要短(15分钟),木屑含水率要求在15％以下。木屑含水率还影响其对氯化锌溶液吸收率。比如生产颗粒活性炭时,必须吸收一定数量浓度较低氯化锌溶液,所以要求木屑含水率不超出5％。当生产糖用活性炭时,必须吸收足够数量高浓度氯化锌熔液,假如木屑含水率过高,就会降低氯化锌溶液浓度。从而影响锌屑比,最终影响活性炭孔径分布。

化学药品活化法生产活性炭第36页

当生产粉状活性炭时，木屑颗粒度在6-40目，对产品质量并未发觉显著影响。

但在生产颗粒活性炭时，木屑颗粒大小对产品质量影响与使用锌屑比相关。从表6—3能够看出，当锌屑比小时(80％)，活性炭强度和比重随木屑颗粒度增大而降低;当锌屑比大(200％)时，木屑颗粒度在0.25-2.0毫米时，对活性炭强度和比重影响不大。

原料颗粒度影响化学药品活化法生产活性炭第37页③、活化温度:是指活化时活化料最向温度。它是影响活性炭质量另一个主要原因在各次试验中活性炭吸苯率均以在500℃下制得为最大,强度和比重则增加。这是因为在500℃时氯化锌在形成炭骨架中占有体积最大,以后,伴随温度升高,炭中氯化锌汽化量增加,炭开始收缩,而比重和强度随之增加。

化学药品活化法生产活性炭第38页生产吸附能力好活性炭产品，活化温度500℃左右最适宜;若提升活性炭耐磨强度，则应适当提升活化温度。④、活化时间影响

活化时间是指在一定活化温度下保温时间。据认为，当活化温度在600℃以下时，在2小时范围内，延长活化时间能够提升颗粒活性炭强度。

随活化设备不一样而异。氯化锌法生产活性炭是时，用间歇式平板炉进行炭活化需要2.5～4h，用连续式回转炉则仅需要30～45min.化学药品活化法生产活性炭第39页ZnCl2活化反应普通在500℃左右为佳。温度过高,易于使产品孔结构破坏。ZnCl2活化法制造活性炭含有大量过渡孔,原因可能是活化温度过高、反应过快所致。ZnCl2消耗量与反应温度有很大关系,因为ZnCl2蒸汽压受温度影响很大,如508℃时ZnCl2蒸汽压为1330Pa,而610℃时则达13300Pa。所以,在反应时,在确保产品到达要求前提下,尽可能降低活化反应温度,以降低ZnCl2消耗,降低生产成本,降低ZnCl2对大气污染。

化学药品活化法生产活性炭第40页4.氯化锌法热解过程

经过热分析法研究氯化锌法生产木质活性炭热解过程发觉，添加氯化锌药品从根本上改变了原木材热分解历程。在200℃左右，基础上就完成了炭化过程，在400℃之前一段温度范围内形成较稳定凝聚炭结构;在420~520℃，氯化锌药品适宜地侵蚀炭体，造就孔隙，形成发达石墨微晶结构;温度高于520℃以后，伴随温度升高，在氧气氛中，氯化锌活性炭结构松弛解体氯化锌逐步气化、氧化，失去对炭结构保护机能，烧失量增大。所以，在高于500℃以上高温下活性炭得率较低，而活性炭亚甲基蓝吸附值和苯酚吸附值则随温度改变在500℃左右出现最大值，温度过高，活性炭吸附性能反而下降。

化学药品活化法生产活性炭第41页5.氯化锌活化法特点氯化锌法是化学药品活化法中应用最广一个方法,它有许多优点。

a.产品得率高,每吨活性炭只需消耗2.1-2.5吨绝干木屑。

b.活化温度低,普通在500-520℃左右,因而降低了高温操作带来麻烦。

c.产品规格可经过调整锌屑比,能调整活性炭比孔容积和孔径分布。

d.用氯化锌法制得活性炭含有一些独特性质,是其它方法难以代替。尤其在物理化学性质上与用水蒸汽法制得活性炭有许多差异,使用氯化锌法产品更适合于液相应用,尤其对糖液脱色效果更加好。

化学药品活化法生产活性炭第42页化学药品活化法生产活性炭第43页氯化锌法缺点,主要是氯化锌对环境污染对设备腐蚀比物理法严重。所以,用氯化锌法时,必须考虑生产过程中废气和废水处理与设备防腐蚀问题。

化学药品活化法生产活性炭第44页6、氯化锌活化法生产活性炭经典工艺

A:氯化锌活化法生产粉状活性炭

⑴、工艺流程

化学药品活化法生产活性炭第45页←化学药品活化法生产活性炭第46页干燥

活化球磨

振筛

干燥

离心

化学药品活化法生产活性炭第47页木屑由鼓风机所产气流送到旋风分离器，分离出来木屑落入贮仓后进入气流干燥系统。木屑经圆盘加料器连续、定量地落入螺旋进料器，加进热风管，被由热风炉出来并经鼓风机形成热空气流带走，送往高处旋风分离器同时被干燥。木屑经分离进入贮仓。贮仓底部螺旋搅动把干木屑加入斗式提升机提升至计量槽。定量木屑放入捏和机同来高位槽定量浓锌液在圆盘加料器和螺旋进料器加入回转炉进行炭、活化。炭活化好炭由回转炉出料室卸出由人工用小车推到斗式提机加料处，炭由斗式提升机加入到回收桶以回收ZnCl2。即把耐酸缸中锌水从浓到稀最终用清水打入桶内不停把炭中ZnCl2洗出来。锌水由桶底经真空系统抽入真空桶然后放入耐酸缸，达43波美以上锌水送配锌池重新使用。稀按浓度分别放入几个缸内，备下次再用。回收完ZnCl2炭进漂洗桶用水漂洗，漂洗污水放入水沟经澄清池澄清回收一个别流失炭后排污；将漂洗合格炭用水冲进贮炭沟，由泥砂泵打到贮炭槽，再用泥砂泵打至搅拌槽，经搅拌机底阀部蒸汽搅拌均匀(不使炭水分离成层)，连续加入离心机脱水；污水排入污水沟，甩干炭由刮板输送机，至料斗由皮带输送器不停加入烘干转炉，烘干炭由人工送往球磨机进行粉碎；成品炭由球磨机螺旋出料器连续卸出，经过磅包装，化验判定贴上批号、质量标准商标，即可入库、出厂。

化学药品活化法生产活性炭第48页⑵、原料：

①：木屑经皮带运输机送入振动筛经8-16目筛网进行筛选，合格木屑落入加料斗中，再由另一架皮带运输机送入回转干燥机进行干燥，干燥后木屑含水率为10%-15%。干木屑由送料风机输送到旋风分离器，木屑落入贮料仓中备用。

为了得到高质量活性炭，在活化之前，木屑要过筛，操作普通在振动筛中完成。为了降低后续处理麻烦,在满足要求情况下，不要把原料弄得太细。

化学药品活化法生产活性炭第49页在ZnCl2法生产中，筛选后原料需要干燥。普通经过气流干燥或回转炉干燥使其含水量由40%降至15%～20%。控制干燥器温度在150℃以下，因为在空气中超出200℃木质原料就会燃烧。

化学药品活化法生产活性炭第50页②：氯化锌

工业上氯化锌是用锌锭与盐酸作用制成或用氯化钠与硫化锌混合加热来制备。工业氯化锌是白色粉末，比重2.91(25℃)，熔点313℃，沸点722℃;易吸潮，可作脱水剂;易溶于水，在20℃时，100克水能溶解368克氯化锌，在100℃时能溶解614克，溶解时能放出15.72千卡/克分子热量。氯化锌与水能组成低共焙物，氯化锌浓溶液粘性很大，在同一温度下，几乎为水100倍。氯化锌还溶于各种有机溶剂。

化学药品活化法生产活性炭第51页我国金属锌产量名列世界第一位，200年产量约为130万t，占世界产量1/7。氯化锌和盐酸都有毒性，它烟雾和蒸汽能够引发鼻膜和呼吸道损伤，它液体接触皮肤时，能够引发皮肤溃烂。氯化锌蒸汽压与温度度关系以下:化学药品活化法生产活性炭第52页化学药品活化法生产活性炭第53页氯化锌溶液配制

氯化钵溶液配制是否合乎工艺要求要求，是关系到锌屑比一个主要原因。配制方法，是将固体氯化锌溶于回收氯化锌溶液小(或水中)，到达要求波美度（degreeBauméBé)。用盐酸调整pH值。氯化锌溶液波美度与温度有一定关系，当溶液浓度一定时，伴随温度升高，波美度降低。所以对于氯化钵溶液波美度，必须注明溶液温度。比如，要求配制60℃下45-46（°Bé)氯化锌溶液，若在30℃下，就应配成46-47（°Bé)。氯化锌溶液波美度（°Bé)与温度关系以下：化学药品活化法生产活性炭第54页化学药品活化法生产活性炭第55页化学药品活化法生产活性炭第56页化学药品活化法生产活性炭第57页固体氯化锌放入地下配锌池中，用回收来浓锌液或水进行溶解，配制成符合要求氯化锌溶液，再用泵打入浸料池与木屑相拌。

注:生产中氯化锌浓度常见波美度表示工艺氯化锌溶液配制

固体氯化锌配成一定浓度氯化锌溶液用盐酸调整溶液PH值取决于所需生产活性炭品种和原料种类及性质化学药品活化法生产活性炭第58页⑶、捏和或浸渍

捏和：经过捏和机挤压和剪切力，使工艺木屑与工艺氯化锌水溶液搅拌混合均匀，并加速溶液向木屑颗粒内部渗透操作；

浸渍：在耐酸材料制作浸渍池中，经过人工搅拌和较长时间静置到达工艺氯化锌水溶液渗透到木屑颗粒内部目标。

工艺条件：料液比（工艺木屑与工艺氯化锌溶液重量之比)、温度和时间。

工艺要求：均匀渗透、有利于炭活化。

化学药品活化法生产活性炭第59页捏和工艺条件为：

1.生产工业用活性炭

木屑含水率（%)15—20

60℃时氯化锌液浓度（°Bé)45—47

氯化锌液pH值1—1.5

料液比1：3

捏和时间（min)10—15

2.生产糖用活性炭

木屑含水率（%)15—20

60℃时氯化锌液浓度（°Bé)50—57

氯化锌液pH值3—3.5

料液比1：4—5

捏和时间（min)10—15化学药品活化法生产活性炭第60页人工操作:每75千克木屑拌以浓度50波美度氯化锌溶液225千克，5小时后翻拌1次，静置10小时方可进行炭化

。浸渍好锌屑料由皮带运输机送到炭化炉前，铲入炭化炉进行炭化。锌屑料炭化后称为炭化料由小车推往活化炉进行活化，活化后物料称为活化料。

化学药品活化法生产活性炭第61页⑷、炭化：将静置10小时以上处理木屑加入炭化炉内，加热进行炭化并不停搅拌(不可使炉底木屑结成厚块)，约1小时候，木屑全部变黑(温度300-400℃炉温)，炭化完成应尽快加入活化炉内，以免吸收水分在高温时发生炽燃。

当炭化料变得涣散，不结块，乌黑油光时，即可出料，快速将炉内炭全部扒出。炭化时间为30—60min。（炭化设备：平板炉)化学药品活化法生产活性炭第62页平板炭化炉:是用铸铁板或6.5厘米厚耐火陶瓷板拼接铺成平底炭化床，所以称为平板炉。在炭化床下面，有均匀分布耐火砖墙作支撑，铸铁板或耐火陶瓷板就架设在这些支撑上面。在平底炭化床下前方有燃烧室，燃料在这里进行燃烧，燃烧后产生烟道气，均匀分布于平底炭化床下面加热铸铁板或耐温陶瓷板，然后由后面集烟道通往烟囱。在平板炭化床正上方，安装废气罩，在炭化过程中产生废气由此罩通往室外。平板炉砌造简单，但铸铁板与氯化锌接触，易发生腐蚀，板面产生凹凸不平、翘起甚至烧穿，使用寿命短。同时，锌屑与铁板接触，会使物料铁含量增加缺点。为了防止上述缺点，有厂家则采取耐火陶瓷板代替铸铁板。另外，因为炭化炉是敞开式是，有毒氯化锌气体会溢出充满车间，严重影响工作环境。

化学药品活化法生产活性炭第63页⑸、炭活化:

是氯化锌活化法产生活性炭工艺过程中关键工艺，它决定了氯化锌损耗、炭得率、产品活性炭质量和污染程度等。

炭活化温度大于400℃时，炭活化温度升高，锌耗和污染程度显著提升，炭得率降低。产品活性炭质量也发生显著改变。氯化锌活化法常见炭活化温度为500～600℃左右。

600℃以下ZnCl2+H2O→Zn(OH)Cl+HCl↑600℃以上Zn(OH)Cl→ZnO+HCl↑化学药品活化法生产活性炭第64页

活化时，将炭化锌屑料加入活化室内，均匀摊开。普通要求炉温为700—900℃，料温为500—600℃，活化时间在2.5—3小时。每隔15—20min翻料一次，预防结块。翻料要均匀，注意消除死角，动作要快速，预防热量散失。当物料变得疏松，开始转为暗红色，并冒出大量白烟时，即为活化终点，可进行出料，并加入新料再进行活化。

出炉活化料，要依据色质情况堆放。将"嫩”料、细料放在下面，"熟”料、粗料堆在上面，堆放8—16小时，让它继续自行活化，提升产品等级。活化完成后，推入储室待温度降低后取出。翻拌及出炉时，须动作快速以降低炭在高温时与空气接触时间，这么既能防止炽燃、保持炉温，又能降低ZnCl2逸散。

化学药品活化法生产活性炭第65页回转炉为卧式,内径1米,长13米。筒体为钢板制成,内衬耐火砖。在筒体中部外面装有大齿轮,借以推进筒体转动。两端各有一对托轮,支承筒体重量。炉头和炉尾都有密封装置。安装倾斜度为2—5度。

P468回转炉化学药品活化法生产活性炭第66页回转炉怎样操作?

回转炉为连续操作，锌屑料由圆盘加料器和螺旋送料器送入炉尾。物料借助筒体转动和倾斜度迟缓地向炉头移动。在炉头设有燃烧室，燃烧原油或煤气，产生高温烟气直接进入炉中，由炉头向炉尾流动，与物料逆流直接接触。在炭化过程中，形成带粘性塑性物料，粘附在炉壁上，结块成痂，堵塞炉膛。为了预防堵塞，在炉内装有链条串联好星形刮刀，让它伴随筒体转动，不停地撞击炉壁，将粘在炉壁上结块物料刮下。

活化好物料称活化料，从炉头落入出料室，并定时取出，送往回收工序。废烟气从炉尾经烟道进入废气回收系统。

开炉时，先开启转炉，再点火升温，待炉尾温度升至300℃左右，开始加料。假如需要停炉，先停顿进料，继续保持一定炉温，待炉内物料全部排出后，方熄火停炉。热炉未完全冷却之前，每隔数分钟至20min转动筒体一次，预防筒体变形。

化学药品活化法生产活性炭第67页回转炉炭化、活化工艺条件以下:活化区物料温度（℃)500—600

炭化、活化时间（min)约40

炉内充填系数（%)15—20

筒体转速（转/min)1—3

炉内压力

略带负压

炉头烟气温度（℃)700—800

炉尾烟气温度（℃)200—300

出料间隔时间（min)20化学药品活化法生产活性炭第68页我国某活性炭生产厂活化炉结构以下:

炉体长7米、宽2.5米、高1.8米。活化炉内部用耐火板及耐火砖砌成，外部为普通砖结构。炉头设燃烧室，均用耐火板和耐火砖砌成，采取活动梯形炉排，燃料燃烧后产生高温烟道气，分成四道进入炉床下部，从下面加热炉床后，烟道气经炉尾集火道转向上火道时，集中成一道，在炉床上部转折二回，从上面加热活化室，然后通向烟囱排向室外。这种活化炉，炉床上面和下面都有高温烟道气加热，确保了活化室活化温度。炉床用耐火砖隔成7个活化室，炭化锌屑料均匀放在活化室内，关紧每个活化室炉门，让物料在活化室中得到高温加热而活化。活化产生废气从炉门逸出，集中于排气管，经处理后排到大气。

化学药品活化法生产活性炭第69页⑹、锌液回收在活化料中含有70%-90%氯化锌和含锌化合物。回收目标就是将这个别氯化锌和含锌化合物收回，降低活性炭生产时氯化锌消耗，以降低产品成本。

氯化锌回收操作属于浸提方法，即用不一样浓度氯化锌溶液（简称锌水)和少许工业盐酸加入活化料中溶解氯化锌和氧化锌，再过滤分离。

化学药品活化法生产活性炭第70页回收是在回收桶中进行。回收桶是由钢板制成,为圆筒体。桶壳体内外均用辉绿岩胶泥涂刷。在桶内侧衬上辉绿岩板。桶下部有用钢筋和辉绿岩粉浇铸过滤板。

化学药品活化法生产活性炭第71页操作时，将活化料加入回收桶中，先用浓度较高回收锌水加入活化料中，并加入约为活化料重量5%盐酸，使活化时生成氧化锌转变为氯化锌。

Zn(OH)2+2HCl→ZnCl2+2H2OZnO+2HCl→ZnCl2+H2O在反应过程中，要充分搅拌。反应完成后静置数分钟，开启真空抽气阀，将回收桶内氯化锌溶液抽入真空桶，然后再放入耐酸缸。普通第一次回收氯化锌溶液浓度可达40波美度以上，可送往配制氯化锌溶液。经第一次回收后，依次将低浓度锌水用泵打入回收桶中，使锌水盖过炭面，这么进行屡次回收，得到浓度高低不一样回收锌水，分别放置于耐酸缸中，供下次回收用。直至上次留下各种浓度锌水用完后，再用热水洗涤，洗涤液也收入耐酸缸内。直至炭中氯化锌含量低于1%为止。

化学药品活化法生产活性炭第72页⑺、漂洗漂洗目标是除去来自原料和加工过程中各种杂质，使活性炭氯化物、总铁化物、灰分等含量和酸碱度都到达要求指标。漂洗分两个步骤进行，首先是加入盐酸除去铁类化合物，所以称为酸洗，又称酸处理或叫"煮铁”；其次是加碱中和酸，除去氯根，并用热水重复洗涤，故叫水洗。

化学药品活化法生产活性炭第73页漂洗两个步骤都在同一个漂洗桶中进行。漂洗桶由钢板制成，圆筒体状。桶壳体内外都用环氧树脂泥粘贴数层玻璃纤维布，内侧再衬一层耐酸瓷砖，在桶底部装有过滤板。

漂洗时，利用回收桶与漂洗桶安装位差，将活性炭用水由回收桶冲入漂洗桶中。放出个别水后，关好底部放水阀门，然后加入活化料量5%左右盐酸，通入开口蒸汽，煮沸2小时。这时，混在炭中杂质与盐酸发生反应，原来不溶于水氧化铁和氧化钙等杂质，变成氯化铁和氯化钙水溶物，随水除去。

酸处理后，将桶内酸水放出，用热水连续漂洗数次，水温要保持在60摄氏度以上。因为过量盐酸不轻易被水洗净，故加入适量纯碱中和，并调整桶内水溶液pH值在7-8。再用开口蒸汽加热15分钟左右，将水放出。再用热水连续洗涤，至炭中氯根含量小于0.16%为止。总水洗时间为4-6小时。

化学药品活化法生产活性炭第74页⑻、后处理（改性)低灰分活性炭可用水、盐酸或硝酸洗涤，去除一些杂质。用于精细化学品、药品、催化剂、催化剂载体活性炭，需要特殊充分洗涤。

浸渍:活性炭浸渍是针对特定用途一个后处理。

(1)用于防护毒气活性炭铜盐和铬盐浸渍。

(2)用于去氮活性炭以锌盐浸渍。

(3)用于从含氧气体中去硫化氢、从废气中去汞蒸气活性炭以碘化合物处理。

(4)用于提取核装置发生放射性甲基碘和其它气体活性炭也以碘化合物处理。化学药品活化法生产活性炭第75页(5)用于将硫化氢和甲醛氧化为无毒物活性炭以二氧化锰浸渍。高温下甲醛不氧化到甲酸,而直接生成二氧化碳。(6)用于从低氧气体混合物中除去二价化合物活性炭以铁盐浸渍,再加热转变为三价氧化铁。(7)用于从天然气、氢气和其它气体中消除汞蒸气活性炭以元素硫处理。(8)用于饮用水净化活性炭以银盐浸渍。(9)用于各种目标催化剂活性炭以贵金属化合物浸渍。比如涂钯活性炭是经典氢化催化剂。(10)用于矿物油中硫醇氧化活性炭以酞菁钴浸渍。

化学药品活化法生产活性炭第76页⑼、离心脱水

漂洗好炭用水从漂洗桶冲入贮炭槽中。采取卧式活塞推料离心机使活性炭含水率降到60%-65%。操作时，先开动砂泵，将贮炭槽中漂洗炭和水一起泵入高位炭槽中，然后开动高位炭槽搅拌机，使炭与水混合。再开动离心机，待离心机运转平稳后，打开高位槽底部阀门，让炭水进入离心机进行脱水。炭送往干燥，而甩出水含有许多细炭，经沉淀回收细炭后再排放废水。

化学药品活化法生产活性炭第77页⑽、干燥

干燥目标是使活性炭含水率降低到10%以下。干燥方法很多，较常见是回转干燥炉。回转体由钢板制成，圆筒体直径约1米，长7米，安装于加热炉内，用烟道气间接加热。湿炭由加料口一端进入筒体内，因为筒体倾斜度和转动使物料向前移动，至出料口连续卸出。回转干燥炉内料温要求在120-130℃。操作时，要依据炉温控制加料量，预防干炭出现火星。这种干燥炉因炭粒能在筒体内翻动，干燥速度较快。另外，干燥炉采取间接加热，防止了炭与干燥介质直接接触，因而降低了炭被污染可能性。

化学药品活化法生产活性炭第78页⑾、粉磨

粉磨目标是为了增加活性炭外表面积。常见球磨机粉碎到120-200目。定型球磨机是连续进料和出料,普通依据产品颗粒度来调整进料量。为了防止活性炭在球磨过程中增加铁含量,普通球磨机内镶衬一层硬木板,并采取卵石或瓷球粉碎。有些工厂,也采取雷蒙粉碎机进行粉磨。

化学药品活化法生产活性炭第79页

⑿、主要原材料消耗定额及产品质量标准

氯化锌活化法生产1t粉状活性炭主要原材料消耗定额

项目

回转炉

连续平板炉间歇木屑（含水率<40%），t约3.5约3.5工业氯化锌，t0.5~0.60.25~0.4工业盐酸，t1.01.0水蒸气，t1~1.51~1.5燃料煤，t57.5电，kW•h500~800300~500水，t60~10060~100化学药品活化法生产活性炭第80页化学药品活化法生产活性炭第81页回转炉不大适应粘性物料生产,因为粘性物料在炉内结瘤、阻塞物料运动,防碍生产正常进行,生产出产品质量均匀性不够。除回转炉以外各种炉子,炭化和活化分开进行,生产能力低,机械化程度低,批量间断生产,产品质量不均匀。

化学药品活化法生产活性炭第82页B:氯化锌活化法生产颗粒活性炭与粉末活性炭不一样之处化学药品活化法生产活性炭第83页木屑原料选取粉碎经过180目并气流干燥。木粉与ZnCl2液按一定配比混合，性能要求不一样锌屑比在80-150%调整，在带搅拌器搅拌机内拌机30min，使ZnCl2渗透均匀，拌和料送螺旋挤出机，(卸掉花板)进行塑化、捏合。利用螺旋挤压产生热使物料融熔塑化，然后再加付助粘结剂捏合成膏料，再送出挤出机，按碳粒直径要求装上花板挤成规格炭条要求炭条挺直、光滑、不粘不软，不然将影响产量质量，炭条及时送窑炭化、活化。每次进一盘料，出一盘料，间隔30min，活化温度460-500℃。然后送往回收，在7个回收罐内回收萃取出ZnCl2稀溶液循环回用。40波美以上浓锌液送配料用0波美放出。漂洗缸中酸煮去铁，然后用热水不停漂洗至符合要求。用烘房烘至含水5%，包装。

化学药品活化法生产活性炭第84页化学药品活化法生产活性炭第85页

在ZnCl2活化法制备活性炭过程中，污染主要有两方面：一是废气污染;二是废水污染。

一个年产活性炭600t工厂，每年被大气带走ZnCl2可达100t，从废水中带走ZnCl2约占总损失量2/3，所以必须对废气、废水进行回收处理。

7、氯化锌活化法环境保护化学药品活化法生产活性炭第86页⑴、氯化锌活化法废气处理

含氯烟气排入大气，使得环境污染严重。假如不加回收，进入大气少，厂区四面草本不生，造成酸雨、土地和水源也遭到污染，腐蚀附近厂房，影响农业牛产，损害居民健康。

氯化锌等含氯气体污染车间，工人劳动强度大、生产条件差，易患呼吸道损伤等职业病。氯化锌活化法废气处理流程以下:化学药品活化法生产活性炭第87页废气回收

依据氯化锌活化法特点,在回转炉中会产生大量水蒸汽,氯化锌和氯化氢气体和炭尘,它们随烟气带出炉外。据预计一个年产600吨活性炭回转炉每午带出氯化锌可达100—200吨,氯化氢约85吨。

化学药品活化法生产活性炭第88页p475化学药品活化法生产活性炭第89页化学药品活化法生产活性炭第90页废气回收工艺流程:炭尘、氯化锌、氯化氢和大量水蒸汽烟气，经烟道、沉降室和波形烟道等多级除尘和自然冷却，温度降至120℃以下，绝大个别炭尘被除去，再进入汽液分离器，一个别氯化锌和水蒸汽等形成雨滴，经过折流旋转被分离，剩下少许炭尘也被分出。烟气温度深入降至100℃左右，再进入冷凝器中冷凝，使烟气温度降至50℃以下，绝大个别水蒸汽、氯化氢和氯化锌被冷凝，得到低浓度氯化锌和盐酸溶液，送中和浓缩工段深入加工。

从冷凝器出来烟气还含有少许盐酸雾沫和氯化氢，己无回收价值。但为了不让它排入大气和腐蚀设备，在排空前让它经文丘里用水喷洗，再经档复式粉沫分离器和吸收塔深入除去酸性雾沫，最终进入罗茨抽风机排空。为预防风机腐蚀，在它转子上包一层玻璃钢。

化学药品活化法生产活性炭第91页⑵、氯化锌活化法废水处理废水特点：低COD.BOD高氯化锌，盐酸等无机盐易处理，无机盐含量，国家无标准。回用二次废水，土地盐碱化，化学药品活化法生产活性炭第92页p475化学药品活化法生产活性炭第93页化学药品活化法生产活性炭第94页化学药品活化法生产活性炭第95页（二)、

磷酸活化法生产活性炭

以化学品磷酸为活化剂。

炭化或未炭化含碳物作起始原料。

比如将研细锯屑和磷酸混成浆状,在转炉中加热到400-600℃,洗涤、干燥得活性炭。逆流洗涤回收磷酸,有时中和后回收磷酸盐。普通较氯化锌法活性炭含有更细细孔。也可采取磷酸和水蒸气联合活化法。多年磷酸活化法趋向广泛应用。

化学药品活化法生产活性炭第96页1.磷酸物化性质分

子

式：H3PO4分

子

量：98执行标准：GB2091-(

工业级

)

GB3149-(

食品级

)性状：无色透明粘稠状液体。比重1.70，溶于水并放热，经高温加热便失水成焦磷酸和偏磷酸，长时间受冷即生成结晶，有腐蚀性，易吸湿，密封保留。

纯净磷酸是无色晶体，熔点：42.4℃，沸点：260℃,高沸点酸。相对密度（水=1）1.87。饱和蒸汽压0.67kPa（25℃），可与水以任意比互溶。

市售磷酸试剂是粘稠、不挥发浓溶液，磷酸含量83-98%。磷酸为中强酸，其酸性比硫酸、盐酸和硝酸等强酸弱，但较醋酸、硼酸等弱酸强；

无臭，味很酸（用做食品调味）；易溶于水，溶于乙醇。

化学药品活化法生产活性炭第97页遇金属反应放出氢气，能与空气形成爆炸性混合物。受热分解产生剧毒氧化磷烟气。含有腐蚀性

蒸气或雾对眼、鼻、喉有刺激性。口服液体可引发恶心、呕吐、腹痛、血便或体克。皮肤或眼接触可致灼伤。浓磷酸在瓷器中加热时有侵蚀作用;有吸湿性。

化学药品活化法生产活性炭第98页2.基础原理与工艺基础原理：磷酸与氯化锌一样含有催化水解、催化脱水、催化炭化作用，但其催化炭化机理与氯化锌不一样;磷酸活化制孔机制与氯化锌相同都为铸型机制;基础工艺：磷酸活化法都能制备粉状与颗粒状活性炭，但磷酸活化法更有利于制备颗粒活性炭;磷酸活化工艺流程和设备都与氯化锌活化法相同;磷酸活化温度比氯化锌活化所需温度低。

化学药品活化法生产活性炭第99页3.磷酸法木质活性炭生产、研究现实状况我国磷酸法木质活性炭生产工艺研究重点是：(l)、用各种废弃物为原料，尤其是以农产品加工过程中废渣、秸杆等为原料，生产出适合不一样需求活性炭产品，同时也到达了废物利用。(2)、改变生产条件，提升活性炭质量，如改变浸泡时间、改变浸渍液磷酸浓度、添加一个或几个催化剂、调整炭化与活化温度和时间等。

化学药品活化法生产活性炭第100页(3)、严格生产工序以降低活性炭灰分，主要办法有：a.控制原料外来杂质;b.控制水硬度不能太高;C.定时对循环使用磷酸梯度液进行处理，提升配料液纯度;d.增加酸洗工序;e.选取耐酸材料;f.控制活化料温度不得过高，最好不要超出600℃。(4)、炭化、活化设备改进：采取双层式炭化活化炉，使炭化、活化同时进行;回收过程采取搅拌间歇式，即经活化活性炭放在耐酸容器中，加入稀磷酸溶液，并通入蒸汽加热至80-100℃，充分搅拌，静置10-20min，放出磷酸洗液，作循环使用，如此重复漂洗5-7次，最终用热水漂洗1-2次。用耐酸耐火材料如硅砖或高铝砖或粘土质砖筑成炭化活化炉，代替了昂贵耐酸金属材料。

化学药品活化法生产活性炭第101页磷酸在活性炭制备过程中含有很好脱水作用。含碳原料经磷酸溶液浸渍后，在其后加热过程中，因为磷酸作用，抑制焦油产生，还有交联结构形成，可降低碳损失。在含碳材料失去水后，磷酸被浓缩，不但是以磷酸(H3PO4)形式存在，而且还有聚磷酸(H4P2O7,H5P3O10,Hn+2PnO3n+1)等存在，形成含磷酸性基团与炭晶格紧紧键合，有很好化学和热稳定性。所以，磷酸是良好制备活性炭化学活化剂。其活化机理探讨以下:4.活化机理探讨化学药品活化法生产活性炭第102页M.Molilla-Sabio以桃核为原料，研究了磷酸浓度和引人木质纤维素中磷量与所得活性炭孔容改变和孔径分布关系，指出：(1)、xP(每克原料中磷质量)是影响活性炭孔隙度和孔径分布主要原因。x增加，微孔和中孔容积都增加;(2)、磷酸浓度增加降低了活性炭产量和体积密度，不过增加了比表面积;化学药品活化法生产活性炭第103页(3)、活性炭中微孔主要是由停留在原料中磷酸得来,是磷酸阻止了炭化过程中原料收缩。只有在磷酸浓度很高时侯,活性炭中中孔才有很大数量,它主要是由原料中木质纤维素水解和洗涤过程中磷酸个别成份抽出引发。(4)、磷酸活化法微孔形成归因于磷酸与桃核中木质纤维素结合。因为结合相不但含有H3PO4,还包含H4P2O7、H5P3O10。和一些别低含量物质,而这些分子含有不一样直径,它们含量在普通热处理温度范围不变,所以不一样热处理条件所得微孔分布有近似恒定性。

化学药品活化法生产活性炭第104页MaritJagtoyen和TrankDerbyshireIZ对活性炭不一样阶段形貌和对应阶段孔结构进行了分析。M.sohim等利用核磁共振波谱、傅立叶变换红外光谱对磷酸法木质活性炭进行了元素分析得出了以下结论:(l)、磷酸加入降低了炭化温度，150℃开始形成微孔，200-450℃主要形成中孔。(2)、磷酸不不过作为催化剂来催化大分子键断裂，而且还经过缩聚和环化来参加键交联，其中主要是经过磷脂键与有机物和生物聚合物碎片进行交联。(3)、木材中木质素主要参加微孔形成，纤维素主要参加中孔形成。(4)、活性炭孔隙分布改变能够经过改变热处理温度或改变酸与原料之比来实现。不过，不论怎样改变，高温所形成主要是中孔等。

化学药品活化法生产活性炭第105页Badie.Gi等研究了以磷酸、氯化锌、氢氧化钾和水蒸气为活化剂，由花生壳制得活性炭性质：得出600℃水蒸气活化产生中孔活性炭;氢氧化钾活化可制得高比表面积活性炭，不过有发达微孔;氯化锌活化制得主要是微孔活性炭;在不停增加磷酸与原料比情况下可制得微孔丰富、高比表面积和总孔容积活性炭，而且比率为1.0时到达最大。磷酸活化活性炭含有很强亚甲蓝脱色力，而氢氧化钾活化活性炭亚甲蓝脱色力最弱。

化学药品活化法生产活性炭第106页Badie.Girgis等以枣核为原料，浸渍液磷酸体积浓度为30%-70%，在活化温度分别为300，500，700℃时进行了试验。得出当活化温度为700℃、磷酸与原料比为1.20-1.44时，可制得孔隙发达活性炭。化学药品活化法生产活性炭第107页F·Suare,Z-Garcia等用果肉为原料,磷酸活化法制备出了孔隙发展很好活性炭。同时,他们指出磷酸量强烈影响着最终活性炭孔结构,低浸渍比,磷酸促进微孔形成,中等和高浸渍比,微孔开始变宽,高浸渍比可制备中孔发达活性炭。

化学药品活化法生产活性炭第108页H.Benaddi等以H3PO4或(NH4)2HPO4为浸渍剂,在氮气或水蒸气气氛中活化木材,得到了不一样孔径分布和比表面积活性炭。结果显示水蒸气活化可制备高比表面积(大约1800m2/g)和中孔发达、表面几乎呈中性活性炭。而氮气气氛中制得活性炭表面含有各种含氧和磷官能团。这是因为水蒸气阻止杂原子进人活性炭基体,而氮气没有这个作用。

化学药品活化法生产活性炭第109页A.M.Puz等以苯乙烯和二乙烯基苯经氯化、磺化共聚物为原料,磷酸与原料比为0.75,炭化温度为900℃,得到了微孔和中孔孔容最大活性炭。经过改变酸与原料比,得出增加浸渍液百分比能够增加微孔孔容,不过对中孔孔容影响很小。他们还指出,不一样原料最优活化温度,对于白栋木来说,炭化温度为350℃时能够得到最大比表面积,果核和次烟煤为450℃,烟煤为500℃。

化学药品活化法生产活性炭第110页5.磷酸活化法热解过程磷酸对木材和其中木质素与纤维素热解结论:(l)、添加磷酸药品从根本上改变了木材热解历程。在200℃左右已经基础上完成了炭化阶段，在200-300℃形成稳定缩聚炭结构，300-600℃宽大温度区间，尤其在400℃左右能制备出得率高、质量好活性炭。600℃之后，含有一定耐高温抗氧化能力磷酸炭结构逐步气化逸出，炭物质失去磷酸保护而被烧失，整个热解过程都处于无放热效应状态中。同时，在高温下个别磷酸进行热缩合反应变为聚偏磷酸稳定物质留在活性炭中，所以灰分较高。(2)、磷酸对纤维素和木质素影响与对木材作用相同，只是作用大小不一样。

化学药品活化法生产活性炭第111页氯化锌法热解过程

经过热分析法研究氯化锌法生产木质活性炭热解过程发觉，添加氯化锌药品从根本上改变了原木材热分解历程。在200℃左右，基础上就完成了炭化过程，在400℃之前一段温度范围内形成较稳定凝聚炭结构;在420~520℃，氯化锌药品适宜地侵蚀炭体，造就孔隙，形成发达石墨微晶结构;温度高于520℃以后，伴随温度升高，在氧气氛中，氯化锌活性炭结构松弛解体氯化锌逐步气化、氧化，失去对炭结构保护机能，烧失量增大。所以，在高于500℃以上高温下活性炭得率较低，而活性炭亚甲基蓝吸附值和苯酚吸附值则随温度改变在500℃左右出现最大值，温度过高，活性炭吸附性能反而下降。

化学药品活化法生产活性炭第112页6、磷酸活化法影响原因以褐煤为原料

采取磷酸一步炭活化法试验结果说明

产率测定

我国外通常采取烧失率来衡量炭活化程度,

即:活化过程中以无灰炭计重量降低率(%).

最终取得活性炭重量与褐煤重量之比.活性炭产率(Y%)=褐煤重量-炭活化过程损失重量/褐煤重量×100化学药品活化法生产活性炭第113页①、浸渍方法影响磷酸活化法制备活性炭预处理。然后在活化温度为400℃，活化时间为1h条件下，考查不一样浸渍方法对磷酸活化褐煤制备活性炭碘吸附值影响。常温浸渍将80目褐煤按重量1∶5与活化剂、添加剂混合均匀，在常温下浸渍放14h;高温浸渍：将80目褐煤按重量1∶5与活化剂、添加剂混合均匀，得到煤浆放在80℃~100℃烘箱中恒温14h后取出(采取回流方式尽可能防止水分蒸发损失)。

化学药品活化法生产活性炭第114页从图磷酸浓度(P)与碘吸附值(I)关系中能够看出:伴随磷酸浓度增大，不论是常温浸渍还是高温浸渍，制备出活性炭碘吸附值都展现相同上升趋势规律，高浓度磷酸制备磷酸活性炭有高碘吸附能力。而且80℃浸渍制备出活性炭碘吸附值比常温浸渍提升率达25%。

化学药品活化法生产活性炭第115页这是因为在碳化过程,实际上是含木质原料一个收缩过程,因为原材料与磷酸水溶液水合作用,植物结构内部孔道轻易溶胀,允许反应剂磷酸有一个好路径进入粒子内部微孔与原料合成一体,提升浸渍温度更有益于磷酸进入褐煤微孔中,尤其是在有个别水分蒸发时,更有益于磷酸分子进入,与褐煤完全结合,以免在炭活化时微孔收缩。

化学药品活化法生产活性炭第116页添加剂煤焦油、硫酸量等,②、磷酸浓度影响③、添加剂影响化学药品活化法生产活性炭第117页浓度50%，添加剂量6%,炭活化温度400℃，炭活化时间1h较。

④温度影响⑤时间影响化学药品活化法生产活性炭第118页⑥、活化温度影响化学药品活化法生产活性炭第119页7、磷酸活化法生产活性炭流程化学药品活化法生产活性炭第120页化学药品活化法生产活性炭第121页化学药品活化法生产活性炭第122页内热式磷酸炭转炉

化学药品活化法生产活性炭第123页7、磷酸回收方法磷酸回收操作在洗涤工段完成。为简化操作提升磷酸回收率，同时提升第一次洗涤液浓度，采取多级逆流循环洗涤方式，详细操作流程如图:化学药品活化法生产活性炭第124页操作方法：第一次洗涤，用洗涤上一批料所得二次洗涤液作为本批料第一次洗水，

以提升磷酸溶液浓度;得到本批料第一次洗涤液。该洗涤液送蒸发回收工段用于回收高浓度磷酸。第二次洗涤，用洗涤上批料所得第三次洗涤液作为本批料第二次洗水，得本批料第二次洗液;用其作为下一批料第一次洗水。第三次洗涤，用上水总管中清水作为本批料第三洗水，得本批料第三次洗液。作为下批料第二次洗水，按上述三步循环进行①、磷酸废水回收多级逆流循环洗涤化学药品活化法生产活性炭第125页磷酸用量考查按最正确工艺条件进行试验,每个试验样麦秸用量取50克,炭化活化后物料分别用清水洗涤三遍,每次用水量为物料量1倍左右,最终将三次洗涤液合并,混合均匀后用分取方法分析磷酸含量,计算出回收磷酸总量。

化学药品活化法生产活性炭第126页为考查回收磷酸循环使用中对产品质量，脱色力为主要影响第一个样;用新配置磷酸溶液作为活化剂第二个样;用第一个样一洗回收液经蒸发浓缩后再补加少许新磷酸至所需浓度和数量作为活化剂，第三个样;用第二个样一洗回收液经蒸发浓缩后再补加少许新磷酸至所需浓度和数量作为活化剂。如此循环进行试验。

化学药品活化法生产活性炭第127页②、磷酸废气回收磷酸活化温度控制在450

℃左右，活化约4h出料。活化与出料过程有大量工艺废气逸出，废气排放规律为连续排放，每小时排放量4000～6000m3／h

，其成份为磷酸气、水蒸气、二氧化碳、空气等，还含有一些因为重油雾化不太好、燃烧不完全带出来个别细炭。磷酸平均浓度为180mg／m3，排放量约120m3／h，占废气排放量3

%；水蒸气排放量约为3400m3／h，占废气总排放量85%

；空气、二氧化碳等平均浓度约45mg／m3

，排放量约480m3／h，占废气总排放量12

%，工艺废气中有害成份为磷酸废气。

另外项目生产过程中会产生磷酸酸雾，也可依据

液体（除水以外)蒸发量计算

化学药品活化法生产活性炭第128页

废气处理工艺出采取三级吸收治理工艺废气(磷酸废气与重油燃烧废气)、回收磷酸最正确设计方案。工艺废气治理工艺流程图以下:工艺废气→洗涤器(三个沉降室)→风机→文丘里吸收器→喷淋吸收塔→(20m烟囱)→排放

一级吸收经过洗涤器洗涤，填料为拉西环，沉降设备为沉降室。采取三段沉降，一段初降，沉降细炭、去除酸雾。二段细降，用喷雾设备降细炭，到此段细炭基础沉降完全。三段沉降脱水，去除大颗粒水雾。

化学药品活化法生产活性炭第129页8、磷酸法特点与氯化锌法比较（优点)脱水效率高制得微孔丰富活化温度低，400-450℃磷酸回收较完善在国外氯化锌法已经被淘汰，取而代之是磷酸法。

化学药品活化法生产活性炭第130页磷酸法与氯化锌法比较（缺点)磷酸法能够克服氯化锌法缺点（回收磷酸)却又存在另外一些问题，影响着它工业规模生产和应用推广，如：(l)、磷酸比氯化锌价格高，生产成本高;(2)、对设备腐蚀性较大，现在还没有能耐高温磷酸腐蚀理想材料，且耐酸金属材料价格往往都很贵;(3)、磷酸法制得活性炭灰分普遍较高。

化学药品活化法生产活性炭第131页美国于70年代将原料褐煤及次烟煤用稀磷酸处理，取得了高比表面积及活性活性炭。其比表面积高达3000M2/g，现在美国大约有40%-50%活性炭(化学法)采取磷酸活化法。法国、德国、意大利、比利时、英国等西欧各国大约有15%生产厂家采取该活化方法

。

化学药品活化法生产活性炭第132页上饶市玉山县前进活性炭有限责任企业年产4500吨磷酸法活性炭项目环境影响汇报书审批事前公告一、项目基础情况

项目建设地点位于玉山县下镇毛宅村，占地面积15000米2。项目以木屑和磷酸等原辅材料，采取磷酸法生产工艺生产活性炭，炭化活化采取回转窑生产，主要工艺流程为筛选、浸渍、炭化、活化、漂洗、烘干、粉碎等。生产规模为年产4500吨活性炭，项目总投资1036万元，其中环境保护投资61万元。

二、项目产生污染和采取环境保护办法

建设单位委托九江市环境科学研究所对该项目编制了《环境影响汇报书》，并经过了上饶市环境工程评定中心组织教授评定。项目对生产废水采取中和絮凝沉淀处理，生活污水采取地埋式污水处理设施处理;对炭活化炉、烘干炉烟气采取冲击式水浴除尘装置处理，工艺废气采取水喷淋、尾气加碱液吸收后经30米烟囱排放;项目产生固体废物按要求处理处置或综合利用，生活垃圾按要求处理;对噪声防治采取选取低噪声设备，并采取隔声、减振办法。为加强环境风险防范，降低环境风险，建立事故防范办法和应急预案。

化学药品活化法生产活性炭第133页三、环境影响评价结论

该项目符合国家产业政策，项目选址可行，在严格落实《环境影响汇报书》提出各项污染防治方法，确保环境保护设施正常运转，污染排放可到达对应排放标准和玉山县环境保护局下达总量控制指标前提下，从环境保护角度，该项目建设是可行。

本局拟对该项目进行审批，依据《中华人民共和国环境影响评价法》、国家环境保护总局《环境影响评价公众参加暂行方法》相关要求，现将项目环境影响评价相关信息给予公告，相关公民、法人或其它组织如对该项目及周围环境有任何意见和提议，请以信函、传真或电子邮件形式，向本局反应。截止日期为年10月29日。上饶市环境保护局

地

址:上饶市滨江东路98号化学药品活化法生产活性炭第134页（三)、氢氧化钾活化法1.概述以化学品氢氧化钾为活化剂。

将含碳原料以熔融无水氢氧化钾处理，激烈反应产生非常高多孔性，比表面积可高达3000m2/g。近些年，在高密度储气、超高电容器开发、高效吸附等相关需求推进下，高性能活性炭研究与开发日益受到我国外广泛关注，并成为炭材料研究热点领域之一。

化学药品活化法生产活性炭第135页2.KOH活化法发展过程以KOH为活化剂制取活性炭研究可追溯到20世纪70年代。美国(AMOCO)阿莫卡企业研究发觉,向煤或石油焦中加入KOH,活化后可得到比表面积为2500m2/g高比表面积活性炭。

化学药品活化法生产活性炭第136页日本大阪煤气企业，用中间相沥青微球为原料，也采取类似活化方法制得比表面积高达4000m2/g活性炭。日本关西热化学也有这种称之为Maxsorb制品。PierreEhrburgerr用KOH或NaOH和K2CO3对两种不一样品位煤进行处理制造活性炭。在870K时，50%以上KOH转变成了K2CO3，同时在470-1220K发觉H2产生，认为是由氢氧化物进攻煤中有机物不饱和结构产生。

化学药品活化法生产活性炭第137页Mims和Pabst,研究