活性炭基础知识

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1、活性炭基础知识活性炭是一种由含碳材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达、表面积大， 吸附能力强的一类微晶质碳素材料。它是一种常用的吸附剂、催化剂或催化剂载 体，广泛应用于几乎所有的国民经济部门和人们的日常生活。1. 活性炭分类由于原料来源、制造方法、外观形状和应用场合不同 ,活 性炭品种不下千种。1.1 按原料来源分,可分为木质活性炭（如椰壳活性炭、杏壳活性炭、木质 粉炭等）、 矿物质原料活性炭 （各种煤和石油及其加工产物为原料制成的活性 炭）、其它原料制成的活性炭（如废橡胶、废塑料等制成的活性炭）。1.2 按制造方法分，可分为化学法活性炭（化学炭） 将含碳原料与某些化学药品混合后进行热处理，

2、制取活性炭的方法叫化学 法。用化学法生产的活性炭又称为化学法活性炭或化学炭。可以作为化学法的化学药品又称作活化剂，活化剂有氯化锌、氯化钙、碳酸 钾、磷酸、磷酸二氢钾、硫化钾、硫酸、氢氧化钾、氢氧化钠、硼酸等，总之许 多酸、碱、盐都可以用作活化剂，主要从活性炭的性能和经济性来考虑采用何种 活化剂。一般说来，化学炭的孔隙中次微孔、中孔（即孔直径或孔宽大于 1.5 纳米 的孔隙）较发达，主要用于液相吸附精制和溶剂回收的气相（蒸汽）吸附场合。化学法制造活性炭由于加入了化学药品在制造过程中应当极其重 视环境保护以及产品中可能存在微量非原料带入的元素的影响问题。1.2.2 物理法活性炭 以炭为原料用水蒸汽

3、、二氧化碳、空气（主要是氧）或它们的混合物（烟道 气）为活化介质，在高温下（6001000C ）进行活化制取活性炭的方法叫物理 法。物理法制造的活性炭叫物理法活性炭，也称作物理炭。一般说来物理炭的微孔（孔直径或孔宽小于 1.5 纳米的孔隙）发达，主要用 于气相吸附场合或小分子液相吸附场合。1.2.3 化学-物理法或物理-化学法活性炭 在了解化学炭和物理炭的同时，还应当提及化学-物理法或物理-化学法活 性炭。选用不同的原料和采用不同的化学法与物理法的组合可以对活性炭的孔隙 结构进行调控，从而制取许多性能不同的活性炭。这种化学 -物理法或物理 - 化学法是许多年来及今后相当长时期内世界各国活性炭工

4、作者非常关注的活性 炭制取方法。1.3 按外观形状分1.3.1 粉状活性炭一般将 90%以上通过 80 目标准筛或粒度小于 0.175mm 的活性炭通称粉状 活性炭或粉状炭。粉状炭在使用时有吸附速度较快，吸附能力使用充分等优点， 但需专有的分离方法。随着分离技术的进步和某些应用要求的出现，粉状炭的粒 度有越来越细化的倾向，有的场合已达到微米甚至纳米级。1.3.2 颗粒活性炭通常把粒度大于 0.175mm 的活性炭称作颗料活性炭。 颗料活性炭又分为下列几种。1.3.2.1 不定型颗料活性炭 不定型颗料活性炭一般由颗料状原料经炭化、活化，然后破碎筛分至需要粒 度制成，也可以用粉状活性炭加入适当的粘

5、结剂经适当加工而成。1.3.2.2 园柱形活性炭 园柱形活性炭又称柱状炭，一般由粉状原料和粘结剂经混捏、挤压成型再经 炭化、活化等工序制成。也可以用粉状活性炭加粘结剂挤压成型。柱状炭又有实 心和中空之分，中空柱状炭是柱状炭内有人造的一个或若干个有规则的小孔。1.3.2.3 球形活性炭 球形活性炭故名思义是园球形的活性炭，它的制取方法与柱状炭类似，但有 成球过程。也可以用液态含碳原料经喷雾造粒、氧化、炭化、活化制成，还可以 用粉状活性炭加粘结剂成球加工而成。球形活性炭也有实心和空心球形活性炭之 分。1.3.3 其它形状的活性炭 除了粉状活性炭和颗粒活性炭两大类外，还有其他形状的，如活性炭纤维、

6、活性炭纤维毯、活性炭布、蜂窝状活性炭、活性炭板等等。1.4 按应用场合分 前已述及活性炭广泛应用于几乎所有国民经济部门和人们的日常生活，正 因为如此，按活性炭应用场合进行分类是很困难的，问题在于同一种活性炭可以 应用于多种场合，而某种场合又可以用多种活性炭达到相同的目的。人们往往是 由应用来获得对活性炭的认识的，所以往往在活性炭词语前冠似XXX活性炭也 作为的定俗成的活性炭的模糊分类方法。如糖用活性炭、针剂活性炭、味精活性 炭、净水活性炭等等。活性炭由于具有吸附、催化和一定的化学反应性能，同时又具有物理、化学 的相对稳定性。广泛应用于几乎所有国民经济部门和人们的目常生活。3.1 活性炭在气（汽

7、）相吸附中的应用 活性炭在气（汽）相吸附中的大规模应用是从第一次世界大战中的毒气 防护开始的。此后，逐渐向其他领域扩展，归纳起来其主要应用如下。3.1.1 有毒或有害气体的防护防毒面具、口罩和防护服是活性炭应用的典型代表。3.1.2 气（汽）体的净化、精制和分离空气净化、空气的氮、氧吸附分离和纯化；工业氢的度压吸附分离 和提纯；溶剂回收；烟气中去除二氧化硫和氮氧化合物；空调；航天和深海潜艇 的工作环境的气体净化等部离不开活性炭。3.2 活性炭在液相吸附中的应用活性炭最早的应用是从欧洲人精制糖液开始的。现在活性炭在液相 吸附中的应用乙遍及许多工业部门和人们的日常生活。3.2.1 食品工业中的应用

8、 所有甜味剂、调味品、食用油脂、饮料都使用活性炭进行脱色精制。到目前为止，这方面的应用仍然是活性炭最广阔的市场之一，特别是正在实现工 业化的我国和许多发展中国家。3.2.2 制药工业中的应用 所有人工合面和生物制药的原料药，尤其是西药都采用活性炭进行 脱色精制。活性炭吸附的主要作用是去除杂质、提高纯度和去除致热源。这是活 性炭又一广大市场之一。3.2.3 活性炭在化学工业和其他工业中的应用活性炭在石化工业中的油品精制、脱硫、脱臭、催化剂载体；无机 化工中的含用和医药级制品的精制提纯；治金工业中特别是湿法冶金中的金、铂 等贵金属的提取以及染织工业中的染料、媒染剂等都逐渐使用活性炭，是近几十 年来

9、活性炭新开发的市场。33 活性炭在环境保护中的应用 活性炭的应用中，从上世纪六、七十年代起环境保护逐渐成为活性炭最大的 消费领域，包括气、液相吸附的环保用活性炭往往占发达国家总用量的 60%以上。 环保中的气相处理是各种工业生活废气的净化和回收有用溶剂。环保中的液相汲 附处理中主要用于人们生活的上、下水和工业废水的处理上。发达国家的人们的 饮用水、城市生活废水、工业废水基本上都采用包括活性炭处理在内的三级净化， 发达国家用于水处理的活性炭约占其总用量的4050%。我国开始重视环境问 题，预期不远将来，活性炭在我国水处理中将获得跃式的发展。3.4 活性炭在高新技术领域中的应用进展近二十年来高新技

10、术已成国世界各国经济发展的竞技物。科技的迅速发展促 进了活性炭的发高比表面、高孔容、高吸附容量的高性能活性炭、超细活性炭、 活性炭各种各样的制品不断涌现。而这些活性炭新品系在高新电子电极、新型催 化剂截体、电能和高能量密度物质（如压缩或液化氢气、天然气等）和贮存。电 动汽车、功能性绿色环保等诸多领域的应用都屡见有关文献，不少已投放市场。 我国的活性炭工作者也在不懈努力，有些方面已取得突破，可以预期在新世纪里 我国活性炭在高新技术领域将占有一席之地。活性炭手册生产与制造活性炭是一种非常优良的吸附剂，它是利用木炭、各种果壳和优质煤等作为 原料，通过物理和化学方法对原料进行破碎、过筛、催化剂活化、漂

11、洗、烘干和 筛选等一系列工序加工制造而成。它具有物理吸附和化学吸附的双重特性，可以 有选择的吸附气相、液相中的各种物质，以达到脱色精制、消毒除臭和去污提纯 等目的。检验标准可按照中国国标GB,或按照其他国家标准，如：美国ASTM, 日本JIS，德国DIN标准等。活性炭应用活性炭广泛应用于工农业生产的各个方面，如石化行业的无碱脱臭（精制脱 硫醇）、乙烯脱盐水（精制填料）、催化剂载体（钯、铂、铑等）、水净化及污 水处理；电力行业的电厂水质处理及保护；化工行业的化工催化剂及载体、气体 净化、溶剂回收及油脂等的脱色、精制；食品行业的饮料、酒类、味精母液及食 品的精制、脱色；黄金行业的黄金提取、尾液回收

12、；环保行业的污水处理、废气 及有害气体的治理、气体净化；以及相关行业的香烟滤嘴、木地板防潮、吸味、 汽车汽油蒸发污染控制，各种浸渍剂液的制备等。活性炭在未来将会有极好的发 展前景和广阔的销售市场。活性炭的用途及种类1、空气净化 2、污水处理场排气吸附 3、饮料水处理 4、电厂水预处理5、废水回收前处理 6、生物法污水处理 7、有毒废水处理 8、石化无碱脱 硫醇9、溶剂回收 10、化工催化剂载体 11、滤毒罐 12、黄金提取 13、化工品储存排气净化 14、制糖、酒类、味精医药、食品精制、脱色 15、乙烯脱盐水填料 16、汽车尾气净化 17、PTA 氧化装置净化气体活性炭产品的应用方向及领域石化

13、行业无碱脱臭（精制脱硫醇）重催的精制装置 乙烯脱盐水（精制填料）乙烯装置 催化剂载体（钯、铂、铑等）苯乙烯、连续重整装置 水净化及污水处理上水及下水的深度处理电力行业电厂水质处理及保护锅炉装置化工行业 化工催化剂及载体、气体净化、溶剂回收、及油脂等的脱色、精制 食品行业饮料、酒类、味精母液及食品的精制、脱色黄金行业黄金提取适用炭浆法、堆浸法提金工艺尾液回收金矿的废物利用及环境保护环保行业用于污水处理、废气及有害气体的治理、气体净化相关行业香烟滤嘴、木地板防潮、吸味、汽车汽油蒸发污染控制，各种浸 渍剂液的制备等。活性炭产品的再生 活性炭目前在环境保护，工业与民用方面己被大量使 用,并且取得了相当

14、的成效,然而活性炭在吸附饱合被更换后 ,使用单位均将其废 弃,掩埋或烧掉,造成资源的浪费和对环境的再污染。活性炭吸附是一个物理过程，因此还可以采用高温蒸汽将使用过的活性 炭内之杂质进行脱附，并使其恢复原有之活性，以达到重复使用的目的，具有明 显的经济效益。再生后的活性炭其用途仍可连续重复使用及再生。活性炭炭化料市场预测分析一、活性炭炭化料产品用途炭化料是活性炭产品的半成品，经活化加工后可变成各种活性炭产品，因此 炭化料的市场与活性炭产品市场紧密相连，随着活性炭产品的市场增加而增加。活性炭是以煤、森材和果壳等含碳材料为原料制备的炭质吸附材料，其广泛 用于气体吸附、分离、净化及体净化等。目前工业应

15、用的活性炭有颗粒活性炭、 粉状活发现炭、成型活发现炭和活性炭炭任维等，活发现炭主要应用在水处理、 化工制药、采矿、气体净化、食品加工、糖脱色和气体溶剂回收等领域。以煤为原料生产的煤;基活性炭是一种具有发达孔隙结构的炭质吸附材料， 具有良好的化学稳定性和机械强度。煤基活性炭新产品可广泛应用于脱色净化、 深剂回收、气体分离、气体净化及各种水处理等领域。一些经过特殊处理及特殊 加工的活性炭还要作为高效的脱硫剂、催化剂或催化剂载体等。由于其耐酸、耐 碱、耐热，且颗粒活性炭在吸附饱和失效后，可很方便地再生，所以，煤基活性 炭是现代社会工业生产和环境保护中一种必不可少的炭质吸附材料。表 2-1列出 了煤基活性炭的主要用途和应用领域。无论在哪个应用领域，煤基活性炭的应用均可分为液相应用和气相应用。对 活性炭的应用主要是基于其吸附特性和物理化学性能，使各种气相、液相介质中 的有用或无用组分得到富集、回收、精制和净化表 2-1 煤基活性炭主要用途和应用领域 制糖 vSPAN lang=EN-US制药食品油脂炼油冶金水处理有机酸无机物化学分析废液回收溶剂回收空气净化脱硫催化剂空气分离烟气脱硫军事日常生活原料药、中间体的脱色、口服炭片 味精的半成品