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怎么制造活性炭?活性炭活化炉的工作原理

2021-10-08 13:44:40

活性碳活化炉采用水蒸汽、烟道气(主要成分为CO2)或其混合气体等含氧气体作为活化剂,在高温下与炭接触发生氧化还原反应进行活化,生成一氧化碳、二氧化碳、氢气和其它碳氢化合物气体,通过碳的气化反应(“烧失”)达到在碳粒中造孔的目的。其主要化学反应式如下:

C 2H2O 2H2 CO2-18kcal ①

C H2O H2 CO-31kcal ②

CO2 C 2CO-41kcal ③

上述三个化学反应均是吸热反应,即随着活化反应的进行,活性炭活化炉的活化反应区域温度将逐步下降,如果活化区域的温度低于800℃,上述活化反应就不能正常进行,所以在活化炉的活化反应区域需要同时通入部分空气与活化产生的煤气燃烧补充热量,或通过补充外加热源,以保障活化炉活化反应区域的活化温度。

活化反应属于气固相系统的多相反应,活化过程中包括物理和化学两个过程,整个过程包括气相中的活化剂向炭化料外表面的扩散、活化剂向炭化料内表面的扩散、活化剂被炭化料内外表面所吸附、炭化料表面发生气化反应生成中间产物(表面络合物)、中间产物分解成反应产物、反应产物脱附、脱附下来的反应产物由炭化料内表面向外表面扩散等过

活化反应通过以下三个阶段达到活化造孔的目的。

一阶段:

是炭化时形成的但却被无序的碳原子及杂原子所堵塞的孔隙的打开,即高温下,活化气体与无序碳原子及杂原子发生反应。

二阶段:

是打开的孔隙不断扩大、贯通及向纵深发展,孔隙边缘的碳原子由于具有不饱和结构,易于与活化气体发生反应,从而造成孔隙的不断扩大和向纵深发展。

三阶:

三段是新孔隙的形成,随着活化反应的不断进行,新的不饱和碳原子或活性点则暴露于微晶表面,于是这些新的活性点又能同活化气体的其它分子进行反应,微晶表面的这种不均匀的燃烧就不断地导致新孔隙的形成。

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