化學法粉狀活性炭原理

化學法活性炭的成熟工藝為氯化鋅法,國內活性炭生產廠大多采用該法，其活化原理為:氯化鋅在炭化活化中有脫水作用,使用機木質原料中的氫氧元素以水的形式逸出，如此可降低炭化活化溫度,改變熱解路線,另外氯化鋅溶液對木質原料有溶解、侵蝕作用,故可順利滲透到原料內部,到達木質原料中纖維形成的細孔中,以實現完全活化,活化過程中氯化鋅多數留在炭中起骨架作用,而形成的炭則沉積在骨架.上,用水洗掉氯化鋅后，則炭形成多孔,從而具有吸附、脫色作用。

工藝過程

（1）捏合:首先將工業品氯化鋅配成45- 50波美度的水溶液，其pH值為4 5- 6 5(指一滴氯化鋅溶液溶于25m I蒸餾水中所 測值),然后與烘干的木屑以1 : 3- 4的固液比投入捏合機中,使充分捏合均勻,捏合時間不小于15分鐘,以保證氯化鋅溶液充分進入纖維內部。若采用其它混合方式,如簡單人工攪拌或靜止浸泡，則所需混合時間應延長。

（2）炭化活化:連續生產中采用內熱式回轉爐為炭化活化的主體設備,其熱載體為高溫煙道氣。傳熱方式為: 高溫煙道氣與物料呈逆流直接接觸傳熱。物料流動方向為:從回轉爐的高端連續加入捏合均勻的物料,靠回轉爐的轉動與斜度使物料慢慢地由高向低移動。由于物料在爐內不斷翻轉移動,從而保證物料炭化活化均勻,產品質量穩定。炭化活化時應嚴格控制反應溫度,雖提高溫度對反應有利，但氯化鋅的損失量增加(例500°C氯化鋅的蒸氣壓為10mmHg,610C為100nmHg,732°C為 760mmHg),所以在保證活性炭質量的前提下應盡力降低炭化活化溫度。該工段工藝條件控制在:溫度為450- 550"C, 時間40 分鐘,回轉爐轉速為2- 3元/分。

（3）回收:從回轉爐中卸出的物料中除含有炭及氯化鋅外,還含有因高溫和水蒸氣存在下反應生成的氧化鋅和氫氧化鋅,故需將其進行處理,目的有兩個, 一個是使氧化鋅和氫氧化鋅反應變為可作為活化劑的氯化鋅,二是大限度地回收氯化鋅,以循環使用降低成本。采用多級逆流回收洗滌方法，當洗液中氯化鋅濃度高達40波美度時,返回到捏合工段循環使用。

（4）凈化除雜:因生產中采用的設備大多為鐵器設備,導致產品中鐵含量超標,故需除鐵。其過程為:將回收工段送來的物料加入除鐵池(廢鐵設備),再加入自來水使其剛好浸沒物料,然后加入占物料量45%的工業鹽酸，在95'C左右間歇攪拌反應2小時以上,后反復漂洗過濾,至洗液達中性為止。

（5）脫水:洗至中性的物料先采用三足離心機或板框壓濾機脫除其中大部分水份。然后在轉簡干燥機中干燥至水份小于10%后送去粉碎包裝。

（6）粉碎包裝:國內生產廠大多采用球磨機進行粉碎,其產品細度應據用戶要求進行調整。粒度越小脫色效果越好,但粒度過 會影響過濾速度, -般控制在粒徑≥120目為佳。

該法優缺點

優點:該法制備的活性炭孔隙率大，且可通過調整活化劑的濃度生產不同孔徑的活性炭,另外用氯化鋅作活化劑，炭化活性溫度低易操作、能耗小，同時氯化鋅可回收循環使用。

缺點:因在炭化活化時有部分氯化鋅進入大氣，另外回收工段使用揮發性鹽酸，兩者對大氣均有一定程度污染。