氣體活化的基本原理

氣體活化是使用水蒸氣、煙道氣或空氣之類含氧氣體作為活化劑，在高溫下與原料的炭化物進行活化反應，使炭化物的孔隙結構逐漸發達起來并最終變成活性炭的過程。在氣體活化過程中，活化劑對原料炭化物的活化作用，主要體現在如下3個方面。
清除堵塞在原料炭孔隙中的焦油等非組織碳，使原料在炭化過程中業已形成的孔隙開放、暢通氣體活化法生產活性炭時，所使用的木材、煤等含碳原料，首先要進行炭化制成原料炭，然后再進行活化處理。在原料炭中已經形成了一些孔隙，但被焦油之類非組織碳堵塞著，使這些孔隙有的無外部開口，有的不夠暢通，不能發揮孔隙在吸附時應有的作用。在活化過程中，氣體活化劑與非組織碳作用的結果，使這部分孔隙開放、暢通，真正能發揮孔隙的作用。

氣體活化劑有選擇性地與原料炭表面上的碳原子發生活化反應，結果生成了新的孔隙原料炭結構中石墨狀微晶的不規則排列，造成了其表面的不均一性。暴露在原料炭表面上石墨狀微晶的端面或者晶格缺陷處的碳原子，與暴露在表面上的微晶基底面上的碳原子相比較，更加富于反應性。它們與氣體活化劑發生反應，并以一氧化碳、二氧化碳氣體的形態從原料炭上不斷脫除。其結果，在原料炭上逐漸生成一些新的孔隙，使孔隙結構漸漸發達起來。

氣體活化劑與原料炭原有孔隙內表面上碳原子發生活化反應的結果，使孔徑變大原料炭原有孔隙內表面上碳原子與氣體活化劑發生反應，并以一氧化碳、二氧化碳氣體的形態不斷地從孔壁上脫除，結果導致孔徑逐漸變大，有時還會造成相鄰孔隙之間孔壁的消失，結果孔隙合并，孔徑更大。在氣體活化法活化過程中，當活化作用正常進行時，原料炭的重量逐漸減少，其充填密度不斷下降，孔隙結構越來越發達，活化程度逐漸深化。工業生產上常常使用控制活化過程中原料炭燒失率的方法來控制活化程度，調節產品活性炭的孔隙結構。

氣體活化法工藝流程。氣體活化法可以生產顆?；钚蕴?，也可以生產粉末狀活性炭。生產活性炭的主體設備稱為活化爐，活化爐有多種類型。隨著原料種類、活化爐類型及對產品活性炭要求的不同，氣體活化法生產活性炭有多種工藝路線。(1)氣體活化法生產不定型顆?；钚蕴?，不定型顆?；钚蕴坑址Q破碎狀顆?；钚蕴?，用質地堅硬的含碳原料生產。常用的原料有椰子殼、杏核殼、核桃殼、檄攬核以及煤等。以果殼炭為原料，用斯列普爐生產觸媒載體用不定型顆?；钚蕴康墓に嚵鞒躺a其他品種的不定型顆?；钚蕴繒r，根據產品活性炭的質量要求，可以適當地增減工藝步驟。(2)氣體活化法生產粉末狀活性炭，隨著原料炭性質及所使用的活化爐種類的不同，氣體活化法生產粉末狀活性炭常用的方法有多管爐水蒸氣活化法、沸騰爐空氣一水蒸氣活化法、悶燒爐煙道氣活化法、土耙爐空氣一水蒸氣活化法等多種。

化學法生產活性炭?；瘜W藥品活化法釆用氯化鋅、磷酸或其他化學藥品作活化劑生產活性炭，簡稱化學法。它是把木屑之類含碳原料，用氯化鋅等活化劑的水溶液浸漬以后，進行炭活化、回收及精制等處理從而生產出活性炭的一種方法。該法與氣體活化法相比，除了使用的活化劑性質不同以外，通常對原料性質也有一定的要求。例如，用氯化鋅作活化劑時，要求含碳原料中氧含量應不少于25%，氫含量不少于5%。否則，活化劑氯化鋅難以發揮作用。因此，常常直接用木屑之類植物原料?？梢宰鳛樯a活性炭活化劑的化學藥品，除了氯化鋅及磷酸以外，硫化鉀、硫酸鉀、氫氧化鉀、氯化鈣、氧化鈣、硫酸等也具有一定的活化作用，但以氯化鋅用得最普遍，對其研究得也比較多。

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