活性炭活化(huà)原理(lǐ)|鶴壁市科達儀器儀表有限公司
活性炭活化(huà)原理(lǐ)
活性炭活化(huà)原理(lǐ)
一、工作原理(lǐ)
采用(yòng)水(shuǐ)蒸汽、煙(yān)道氣（主要成分(fēn)爲CO2）或其混合氣體等含氧氣體作爲活化(huà)劑，在高(gāo)溫下(xià)與炭接觸發生氧化(huà)還(hái)原反應進行活化(huà)，生成一氧化(huà)碳、二氧化(huà)碳、氫氣和(hé)其它碳氫化(huà)合物(wù)氣體，通(tōng)過碳的(de)氣化(huà)反應（“燒失”）達到在碳粒中造孔的(de)目的(de)。其主要化(huà)學反應式如下(xià)
C+2H2O 2H2+CO2—18kcal ①
C+H2O H2+CO—31kcal ②
CO2+C 2CO—41kcal ③
上訴三個(gè)化(huà)學反應均是吸熱(rè)反應，即随著(zhe)活化(huà)反應的(de)進行，活化(huà)爐的(de)活化(huà)反應區(qū)域溫度将逐步下(xià)降，如果活化(huà)區(qū)域的(de)溫度低于800℃，上訴活化(huà)反應就不能正常進行，所以在活化(huà)爐的(de)活化(huà)反應區(qū)域需要同時(shí)通(tōng)入部分(fēn)空氣與活化(huà)産生的(de)煤氣燃燒補充熱(rè)量，或通(tōng)過補充外加熱(rè)源，以保證活化(huà)爐活化(huà)反應區(qū)域的(de)活化(huà)溫度
活化(huà)反應屬于氣固相系統的(de)多(duō)項反應，活化(huà)過程中包括物(wù)理(lǐ)和(hé)化(huà)學兩個(gè)過程，整個(gè)過程包括氣相中的(de)活化(huà)劑向炭化(huà)料外表面的(de)擴散、活化(huà)劑向炭化(huà)内表面的(de)擴散、活化(huà)劑被炭化(huà)料内外表面所吸附、炭化(huà)料表面發生汽化(huà)反應生成中間産物(wù)（表面絡合物(wù)）、中間産物(wù)分(fēn)解成反應産物(wù)、反應産物(wù)脫附、脫附下(xià)來(lái)的(de)反應産物(wù)由炭化(huà)料内表面向外表面擴散等。
活化(huà)反應通(tōng)過以下(xià)三個(gè)階段*終達到活化(huà)造孔的(de)目的(de)。
1、炭化(huà)時(shí)形成的(de)但卻被無序的(de)碳原子及雜(zá)原子所堵塞的(de)孔隙的(de)打開，即高(gāo)溫下(xià)，活化(huà)氣體首先與無序碳原子及雜(zá)原子發生反應。
2、打開的(de)孔隙不斷擴大(dà)、貫通(tōng)及向縱深發展，孔隙邊緣的(de)碳原子由于具有不飽和(hé)結構，易于與活化(huà)氣體發生反應，從而造成孔隙的(de)不斷擴大(dà)和(hé)向縱深發展。
3、新孔隙的(de)形成，随著(zhe)活化(huà)反應的(de)不斷進行，新的(de)不飽和(hé)碳原子或活性點則暴露于微晶表面，于是這(zhè)些新的(de)活性點又能同活性氣體的(de)其他(tā)分(fēn)子進行反應，微晶表面的(de)這(zhè)種不均勻的(de)燃燒就不斷地導緻新孔隙的(de)形成。
活化(huà)工藝控制的(de)主要操作條件包括活化(huà)溫度、活化(huà)時(shí)間、活化(huà)劑的(de)流量及溫度、加料速度、活化(huà)爐内的(de)氧含量等。
炭化(huà)料經破碎篩分(fēn)，篩選合格炭粒作爲活化(huà)原料，太粗的(de)炭粒返回破碎篩分(fēn)，太細的(de)炭粒返回作爲燃料使用(yòng)，合格炭粒由鬥提機提升到活化(huà)爐爐頂部加入爐内，借助炭化(huà)料的(de)重力緩慢(màn)加入，炭每隔一定時(shí)間加入活化(huà)爐的(de)爐内，與送入的(de)過熱(rè)蒸汽反應，炭在逐步下(xià)降過程中被蒸汽加熱(rè)幹燥，實現活化(huà)，*後經冷(lěng)卻由*下(xià)端卸料口隔一段時(shí)間卸出。水(shuǐ)蒸氣先經預熱(rè)至300～400℃送至活化(huà)管内作爲活化(huà)介質，與炭化(huà)料并流由上而下(xià)，在流動過程中不斷與炭粒接觸，經過一系列活化(huà)反應，在活化(huà)管下(xià)部燒失炭變成水(shuǐ)煤氣，水(shuǐ)煤氣與活化(huà)炭一同進入冷(lěng)卻段後在分(fēn)離管内被分(fēn)離出來(lái)，由下(xià)連煙(yān)道送到底部活化(huà)管外爐膛燃燒，由二次空氣管吸入空氣以滿足燃燒需要，燃燒産生的(de)高(gāo)溫煙(yān)氣，通(tōng)過蓄熱(rè)室将熱(rè)量傳遞給格子陣進行熱(rè)交換，維持爐溫，使活化(huà)
反應繼續不斷地進行。
活化(huà)後的(de)炭料經冷(lěng)卻後，破碎篩分(fēn)，成品出售，細炭回收進入粉狀活性炭工序，生産副産品粉狀活性炭。