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红足一世厂家讲解:活性炭成型过程中的影响因素

编辑:红足一世手机版 日期:2018-08-04 11:54:47 人气:

红足一世厂家讲解:活性炭成型过程中的影响因素

1、原料的影响

原材料的种类和粒度大小对型炭的性能也有影响。其他条件相同时,同种原料粒度越细成型能力越好,得到的产品密度和强度越高;相同粒度大小,不同的原料制得的型炭强度和比表面积都有区别,例如活性炭作为原料要比其他前驱体原料得到的型炭的比表面积高。

分别以焦油和椰壳制备的粉状活性炭为原料制备成型活性炭,并对其强度进行了研究,结果发现,在相同黏结剂、增塑剂及处理条件下,焦油基成型活性炭的机械强度达4.97MPa,而椰壳基成型活性炭的机械强度仅为2.95MPa,但两者的比表面积及堆密度相差不多。通过对两种成型活性炭的表面性质进行分析,发现造成上述机械强度相差较大的原因是由于两者表面官能团的不同,焦油基成型活性炭较椰壳基成型活性炭含有更多的羧基、酚基、酸酐官能团。而对椰壳基粉状活性炭进行氧化改性后,其成型活性炭的机械强度可达6MPa。

将水稻秸秆、稻壳、甘蔗渣,磨碎至粒度为5-10目,分别与甘蔗糖浆、甜菜浆、玉米浆、煤焦油等4种粘接剂按1:1和1:0.5的比例混合,加压成块,炭化活化,最后清洗干燥。结果表明,以煤焦油为粘接剂得到的产品硬度最好,但比表面积极低;而以玉米浆为粘接剂的产品综合性能最好。从实验结果还可以看出,使用相同种类和比例的粘接剂,不同的原材料得到的产品在产率、烧失率、灰份、硬度、比表面积等各方面都有差异。

分别以源于煤、木材、椰壳、泥煤的粉状活性炭为原料,混合氧化铝或二氧化钛,再添加硅酸盐物质作为黏结剂(添加量约50%),混捏后挤压成型,并于氮气中加热处理,制得蜂窝状成型活性炭。对比添加物料及处理条件的不同,得到的各种成型活性炭中,比表面积最大的732m2/g,其机械强度为17.2MPa;而其中机械强度最高的可达40.6MPa,但其比表面积仅为631m2/g。

活性炭

2、粘结剂的影响

粘结剂与粉状活性炭混合时,表面接触过程必然对活性炭的孔结构造成一定影响,从而影响成型活性炭的比表面积,而且粘结剂的种类及其含量也决定了成型活性炭的微观结构。

粘结剂对粉状活性炭不同孔径的孔的堵塞情况也不同。研究指出粘结剂的胶接作用会导致原料用活性炭的比表面积、比孔容及平均孔径减少,孔隙结构越发达的活性炭,胶接过程中孔隙的堵塞程度越小,而粘结剂的分子量越小,对活性炭微孔的堵塞越严重,反之易然。

粘结剂的添加量也是影响成型活性炭性能的一个重要因素。以酚醛树脂为粘结剂制备了成型活性炭,通过考察粘结剂添加量对所制成型活性炭密度、强度的影响,发现粘结剂添加量越大,所致成型活性炭的抗压强度越大,而比表面积越小。

3、成型工艺的影响

成型工艺条件除了前述不同制备方法造成活性炭的重大差异外,成型压力及活化温度和时间对成型活性炭的性能影响也比较大。

以粉末活性炭为原料,聚乙烯醇(PVA)为粘结剂制备了成型活性炭,指出影响碘吸附性能的因素依次为:粘结剂的比例>后处理时间>成型压力>后处理温度;影响抗压强度的因素依次为粘结剂的比例>后处理温度>后处理时间>成型压力;最佳制备条件为:粘结剂的比例为15%,成型压力为80MPa,后处理温度为200℃,后处理时间为30min。

以大同弱粘结性烟煤为原料,添加有机成型助剂制得煤基蜂窝活性炭,研究得出低温炭化得到的煤基蜂窝活性炭比表面积、总孔容和中孔的比例高,抗压强度低;高温炭化得到的煤基蜂窝活性炭比表面积、总孔容和中孔的比例低,而抗压强度较高。

4、填充物的影响

其他填充物主要是一些功能性的助剂如交联剂、开孔剂及增稠剂等。加入交联剂增稠剂是为了使活性炭更好的胶接在一起,加入开孔剂的目的则是防止成型活性炭的孔隙被堵死,增大成型活性炭的比表面积。以粉状活性炭为原料,羧甲基纤维素为黏结剂,在其它条件相同的情况下,加入萘为致孔剂比未加入萘时所制成型活性炭的甲烷吸附量上升了3.3倍,但其堆密度和机械强度有所下降。

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