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木质活性炭与煤质活性炭的区别

木质活性炭与煤质活性炭的区别

编辑:天空彩票手机开奖 发布日期:2018-06-09 10:48

木质活性炭与煤质活性炭的区别

实践表明,果壳、果仁类的原料所生产的活性炭,孔隙均匀,硬度高,抗磨性好,微孔容积较大,比表面积常达1500/g以上。而且对于木质原料,无论是化学活化工艺还是水蒸气活化方法,均能得到高吸附性能的微孔炭。而煤质活性炭中,除了极少以泥炭(结构上与木质原料相似)为原料制备的活性炭具有较高的比表面积外,煤质炭的吸附性能普遍低于木质炭。

造成这种差别的原因首先是煤和木质原料在结构上的差异。随变质程度的不同,从褐煤到无烟煤,含有由少到多的芳环数,结构越来越致密、有序,尤其是高质程度的无烟煤,结构序理大大增加,已接近三度空间的有序结构。木质原料主要成分是纤维素、半纤维素和木质素,结构上含有较多的氧,如纤维素分子的重复单元中含有相当于5个水分子的H和O,远远不是石墨结构,甚至连石墨的基本结构-芳环尚未形成。

木质原料和煤在炭化过程中的差别更强化了它们在结构上、进而在活性炭产品吸附性能上的差别。

煤质活性炭可以根据用户要求制成不同吸附性能、不同脱色能力、不同细度的等级活性炭。粉状活性炭吸附速度极快,具有絮凝效应和助滤效应。使用单位的建设投资少,运转费用低,因而在自来水厂、污水处理厂备受青睐。在食品、医药、脱色、结晶、过滤、物质提纯等领域具有广泛用途。也是活性炭滤毡,活性炭泡沫塑料的主要材料。

木质粉状活性炭

外观:为黑色粉末,无臭,无味,在一般溶媒中均不溶解。

性能:以优质木屑和果壳为原料,氯化锌、磷酸为活化剂,经炭化、活化精制而成,成品吸附能力优异,杂质含量低。

用途:适用于葡萄糖蔗糖、麦芽糖等糖类的脱色相精制,以及柠檬酸、胱胺酸、油脂、化工产品中大分子色素的去除、提纯和精制。

木质柱状活性炭

木质活性炭采用优质木屑、椰壳等为原料,经粉碎、混合、挤压、成型、干燥、炭化、活化而制成的。

先进性:由于采用优质木屑、椰壳为原料,制成的柱状活性炭比传统的煤质柱状炭灰分低、杂质少、气相吸附值、CTC占绝对优势。产品孔径分布合理,达到最大吸附与脱附,从而大大提高产品的使用寿命(平均2-3年),是普通煤质炭的1.4倍。

独创性:木质柱状活性炭采用非粘结成型活性炭专有技术。改变传统用煤焦油、淀粉等传统粘结剂成型的办法。不含粘结剂成分,完全靠炭分子之间的亲和力和原料本身的特殊性质。科学配方,制作而成,有效避免炭孔堵塞,充分发挥丰富发达炭孔的吸附功能。

适用性:

(1)气相吸附

(2)有机溶剂回收(苯系气体甲苯、二甲苯、醋酸纤维行业中丙酮回收)

(3)杂质和有害气体祛除、废气回收

(4)炼油厂、加油站、油库过量汽油回收。

如前所述。煤炭化时一般形成液相,有利于中间相的生成和发育,使微晶的择优取向成为可能,易于生成易石墨化、各向异性的炭素前驱体,这就决定了以后的生成的活性炭性能低劣。无烟煤尽管在炭化时不生成液相,但在炭化前就已是各向异性的结构,因此炭化后呈易石墨化结构也是意料之中的。

木质原料的炭化是典型的固相炭化,炭化料可保持原料的无定型结构特征,生成各向同性的难石墨化的炭素前驱体。

通过研究了纤维素的炭化过程,该过程中的化学转化经历了四个阶段:

(1)物理吸附水脱除阶段(25-1500℃)。

(2)分子结构的变化不是在分子间进行。

(3)通过自由基反应,纤维素环脱水(150-2400℃)且脱水基本上是在分子内成,酉已糖热裂解,伴随C-和C-C键断裂,产生CO,COZ,和四碳原子基团等(240-400℃以上)。

(4)芳构化并形成基本微晶(400℃以上)。

 X射线分析表明,在炭化的第二阶段以前,纤维素的基本结构维持不变,而从第三阶段以后,就已表现出完全无定形的结构。

半纤维素、木质素也是木质原料的主要成分,它们和纤维素一样,在分子结构内结合有氧原子,炭化时也不软化,经固相炭化后生成以无定形炭结构为主的炭化物。

因此,与煤的结构和炭化过程均不同,木质原料特有的结构以及固相炭化过程,生成了难石墨化的炭素前驱体,再经进一步的固相破坏(活化)过程,可生成性能极优的活性炭。这从根本上说明了煤质活性炭与木质活性炭性能上的差异。

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