后處理是活性炭生產中產品的精制和均質過程,通常包括酸洗和干燥這兩個過程。目的是為了除去活性炭產品中的灰分、鐵及重金屬含量。一般氣體活注制備的氣相吸附用活性炭和廢水處理用活性炭可不需進行后處理,但生產對雜質含量要求高的產品則需要進行此過程。
酸洗一般用鹽酸,加入量一般是炭質量的10%~30%,在加入至沸騰且充分攪拌的條件下進行。待樣品雜質含量達到質量要求后再進行多次充分水洗以除去鹽酸。為保護環(huán)境,酸洗中排出的酸霧和酸性廢水均需進行中和處理方可排放。
干燥的目的是控制產品的含水量。干燥設備主要有烘房式干燥器、回轉干餐爐等。在干燥過程中,尤其是粉炭的干燥過程應重視粉塵的收集,這樣既可降低產品損失又可消除粉塵污染。
多段爐,多段爐又稱為多膛爐,因其內部有耙齒用于動層,我在活性炭行業(yè)內又稱其為耙式爐。這是歐美、日本等地的主流活化爐模式。于1950年開始應用于活性炭的生產,設備幾乎都是由美國Nichols公司說計生產的。通常這是一種外熱式的移動床反應裝置,外壁為鋼制圓簡形。內壁由耐火磚砌成,中央為由耐火磚砌成的數(shù)段爐床(多為4~12段)。#中心有可旋轉的耐高溫鋼軸,在軸兩側有耙臂,臂下有若干耙齒起到攪排作用。通常層床板上耙齒使物料往中心移動,從中心部的開口落人票二層床板,而第二層的耙齒方向與層相反,因此物料將被推向外招落入第三層床板上,依此類推直至底層爐板,由卸料裝置卸出從而得到終產品,
多段爐是目前的活化設備,活化溫度、活化時間、氣體通入等參數(shù)可以較為方便地控制,燃料單耗成本相對較低,運行成本低
為提高產品得率、降低生產過程中的能源消耗并同時產品質量,中國林業(yè)科學研究院林產化學工業(yè)研究所活性炭研究室開發(fā)出了原料熱解自活化的新工藝,該工藝的基本原理是在密閉反應容器中,原料在高溫下熱解產生出大量氣體、這些氣體即可作為活化反應的氣體、同時由于體系的壓力增高,椰殼觸織細胞內的氣體強制逸出時、會對椰殼組織結構產生一定沖擊,這種沖擊作用可以改善椰殼組織結構,從而促進高溫自活化時活性炭微孔的形成與發(fā)展。
該工藝與傳統(tǒng)工藝制備的活性炭性能比較如表3-1所示。
表31新工藝與通常的活化工藝比較
新鼎方法 工藝過程 活化時間h 能耗 活化劑消耗 氣、液相污染
化工藝 熱馨自話 活性炭 椰夾一熱解一 工藝簡便 4 低 無活化劑 無氣、液污染
物理法工藝活化一活性炭椰殼一炭化一工藝復雜8消耗大量水蒸氣、煙道氣等氣體活化劑粉塵污染
曝殼一炭化一 消耗數(shù)信的
化學法工藝粉種一與活化劑混合一活化一工藝復雜6低鋅、氫氧化鉀磷酸、氯化氣、液橙污染大
洗滌一活性炭
劉雪梅等以椰殼為原料、采用熱解活化法于900℃下密閉處理4h后制備了活性炭,實驗結果表明所制的活性炭比表面積為994m2/g,微孔容積為
0.43cm’/g、微孔率達到85%、平均孔徑為2nm,該活性炭碘吸附值為1295mg/g、亞甲基藍吸附值為135mg/g、亦說明其孔徑分布以微孔為主之后劉雪梅等又進一步延長活化時間至8h、雖然得率降為9.4%,但活性炭比表面積達到1723m/g、微孔容積為0.68cm/g、碘吸附值與亞甲基藍吸附值分別達到了1628mg/g和375mg/g、均優(yōu)于市售凈水用活性炭,作者認為反應機理是在密閉空間中、物料發(fā)生熱解反應生成大量的CO、H.O.H、