煤質(zhì)活性炭的活化特性及應用范圍

　　煤質(zhì)活性炭的活化特性及應用范圍

　　煤灰的成分比較復雜，它是煤中無(wú)機物轉化而來(lái)的產(chǎn)物，它的含量與成煤原始植物和成煤環(huán)境有關(guān)。煤灰中還有少量的堿金屬K2O，Na2O等。煤灰中各成分的熔化溫度不同，不能以單一的礦物溫度來(lái)衡量煤灰的熔融溫度。煤灰實(shí)際上是各種礦物成分的復合物，它是以硅酸鹽和硅鋁酸盆的形式存在。 煤灰的成分很復雜，因此，沒(méi)有確切的熔化溫度。只能用溫度特征來(lái)表示煤灰的熔融特征。

　　煤的灰熔融性對鍋爐燃燒及煤質(zhì)活性炭的活化過(guò)程是重要的煤質(zhì)參數。煤的灰熔點(diǎn)過(guò)低，在爐昆上容易結碴，影響燃燒的正常進(jìn)行。若用灰熔點(diǎn)低的煤生產(chǎn)煤質(zhì)活性炭，在活化過(guò)程中，碳化料容易在火化道蓖上爬碴，生瘤，影響活性炭的質(zhì)量和活化爐的壽命。

　　煤的燃點(diǎn)影響煤質(zhì)活性炭的質(zhì)量

　　煤與氧作用使煤體溫度升高，當溫度達到一定程度時(shí)，煤開(kāi)始著(zhù)火燃燒，此溫度稱(chēng)為煤的燃點(diǎn)。但目前實(shí)驗室測得的煤炭燃點(diǎn)，只是相對值，它是將NaNO2與煤樣按一定比例混合，在燃點(diǎn)測試裝置中按規定的升溫速度加熱，使其爆燃，爆燃的溫度即為煤的燃點(diǎn)。顯然，這種方法測出的燃點(diǎn)低于實(shí)際煤的燃點(diǎn)。煤的燃點(diǎn)受煤的種類(lèi)影響較大，如泥炭的燃點(diǎn)(225~280℃)，褐煤(250~450℃)，無(wú)煙煤(440一500℃)，焦炭的燃點(diǎn)較高(700~750℃)。不同的煤質(zhì)燃點(diǎn)不同。水分大、含氧量高

　　揮發(fā)分高的煤及黃鐵礦含量高的煤燃點(diǎn)均較低，易自燃。溫度、煤巖組分、煤的粒度也是影響煤炭燃點(diǎn)的因素。在活性炭生產(chǎn)中，著(zhù)火點(diǎn)高的煤制備的碳化料，在碳化中不易被氧化，在活化爐中，溫度容易控制，有利于活性炭的質(zhì)量。

　　活性炭制作化學(xué)活化和物理活化

　　活性炭是一種既傳統又現代的材料。隨著(zhù)人類(lèi)社會(huì )的不斷發(fā)展，活性炭己經(jīng)在食品、醫藥、化工、環(huán)保等諸多的領(lǐng)域得到了廣泛應用;應用數量也不斷遞增。近幾年來(lái)，全球對

　　活性炭的使用量年年增長(cháng)。我國活性炭產(chǎn)量己經(jīng)居世界前列，但是我國生產(chǎn)的活性炭性能一般，性能優(yōu)良活性炭主要還是依靠進(jìn)口。

　　制備活性炭的原料非常豐富，如煤、果殼、稻殼、石油焦、樹(shù)脂、瀝青、廢舊輪胎等。其中，果殼類(lèi)原材料來(lái)源廣泛、成本低廉，并且具有優(yōu)質(zhì)的天然結構，利于形成發(fā)達微孔結構，己經(jīng)得到越來(lái)越多的關(guān)注�；钚蕴恐苽浞椒ㄖ饕�分為兩大類(lèi):化學(xué)活化法和物理活化法�；瘜W(xué)活化是通過(guò)化學(xué)試劑如KOH、Zncl2等與碳材料發(fā)生一系列的交聯(lián)或縮聚反應，進(jìn)而創(chuàng )造出豐富微孔;物理活化是利用空氣、二氧化碳、水蒸氣等氧化性氣體在高溫下與碳材料內碳原子反應�；瘜W(xué)活化優(yōu)點(diǎn)是活化時(shí)間短、活化溫度低。但是，大量化學(xué)試劑的使用提高了制備成本，高溫下對設備有較強腐蝕作用，在洗滌過(guò)程中需要大量水，這些廢水經(jīng)過(guò)復雜處理工藝后才能達到環(huán)保排放要求。正是這一原因，目前，在工業(yè)上大多采用水蒸氣活化來(lái)制備活性炭。

　　活化物理優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、清潔，活化后不需要洗滌。水蒸氣活化速度較快，但是很難得到高比表面積活性炭;采用二氧化碳活化，可以得到高比表面積活性炭，但其活化溫度高、速度慢，因此能耗很高，活化時(shí)間通常需要凡十小時(shí)，甚至上百小時(shí)。加入適當催化劑可有效縮短活化時(shí)間，但是仍然難以滿(mǎn)足工業(yè)化生產(chǎn)需要。

　　總之，化學(xué)活化和物理活化都有各自的優(yōu)勢和不足。在保持制備工藝簡(jiǎn)單、清潔基礎上，如何進(jìn)一步降低制備成本，成為今后研究重點(diǎn)。

　　煤質(zhì)顆�；钚蕴苛６鹊臏y定

　　煤質(zhì)顆�；钚蕴康脑囼灧椒�-粒度的測定標準規定了煤質(zhì)穎�；钚蕴苛６葌榷ㄋ�孺儀器、側定步驟及測定結果的處理等內容，標準適用于煤質(zhì)顆�；钚蕴苛６鹊臏y定。

　　1、方法提要

　　將一定質(zhì)量的凈化水用煤質(zhì)顆�；钚蕴吭嚇又糜谡窈Y機上進(jìn)行篩分，以保留在各篩層上的試樣的質(zhì)量占原試樣質(zhì)量的百分數表示試樣的粒度分布。

　　2、測定步駿

　　a.根據產(chǎn)品技術(shù)要求，選取一組相應的篩層，按篩孔大小，由上而下順序排列，安放在振篩機上。

　　b.稱(chēng)取100 g試樣倒入振篩機的上層篩子內，蓋上篩蓋，扣緊全套篩子。開(kāi)動(dòng)振篩機，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器(或欺動(dòng)秒表)。

　　c.振篩(600士10) s。

　　d.松開(kāi)振篩機夾子，拿下篩蓋，依次輕輕取下各層并將各層中的試樣用瓷盤(pán)分別收集�？ㄔ诤Y孔上的活性炭輕輕震拍篩框或用刷子刷下，也作該篩層上的篩分。

　　e.依次稱(chēng)量每一篩層以及底盤(pán)內的篩分質(zhì)量(精確至o.1 ),

　　f.重復s. l至s. 5步驟，再做一份試樣。

　　3、煤質(zhì)顆�；钚蕴苛６扔嬎愎�式：

　　Li(%)=mi/m×100%

　　式中Li—第i層粒度的質(zhì)量分數,%;

　　mi—第i層篩上的試樣質(zhì)量,B:

　　m—原試樣的質(zhì)量,g。

　　活性炭纖維(ACF)在水質(zhì)凈化、廢水處理中的作用，總結了ACF在去除水中有機污染物、凈化受污染地下水、去除重金屬、殺滅細菌以及在處理制藥廢水、酚類(lèi)廢水、染料灰水 造紙黑液、有機廢水和高價(jià)重金屬離子廢水的研究現狀。指出了 ACF在水處理應用中的4個(gè)重點(diǎn)研究方向。

　　活性炭纖維(activated carbon fiber，ACF)是繼粉狀活性炭(PAC)和顆�；钚蕴�(GAC)之后的第三代活性炭產(chǎn)品，是隨著(zhù)碳纖維工業(yè)發(fā)展起來(lái)的一種新型碳材料。20世紀60年代初，在碳纖維研究基礎上研制出活性炭纖維。20世紀70年代，逐漸開(kāi)始活性炭纖維的工業(yè)化生產(chǎn)。ACF是由有機纖維原料經(jīng)炭化、活化而成。根據生產(chǎn)中前驅體的不同，ACF主要分為粘膠基ACF、酚醛基ACF、聚丙烯睛基ACF(PAN-ACF)。瀝青基ACF(pitch-ACF)等。

　　CF與 PAC、GAC等炭材料相比，孔徑分布狹窄而均勻，微孔體積占總孔體積的90%左右，微孔孔徑大多在1nm左右，沒(méi)有大孔和過(guò)渡孔。ACF還有一定量的表面官能團，對水溶液中的有機物和重金屬離子等有較大的吸附容量和較快的吸附速率，并且容易再生。采用ACF處理原水或廢水，可大大減小處理裝置的體積，提高處理效率。對于有回收價(jià)值的污染物，可通過(guò)ACF富集，加以回收，實(shí)現資源化。尤為重要的是，ACF對低濃度吸附質(zhì)，即使對痕量級吸附質(zhì)仍保持有很高的吸附量，而GAC往往在低濃度時(shí)吸附能力大大降低[l]。ACF還可根據需要加工成纖維束、氈、布、紙以及其它形態(tài)，這樣便于工程應用和工藝的簡(jiǎn)化。因而其在水處理中有較廣泛的應用。