成型活性炭

活性炭的生产工艺与区别文章由xxxx净水材料有限公司整理烧结活性炭、压缩活性炭、挤压活性炭是以它们的生产工艺特点命名的，CTO、网炭是以它们最终成型的外观形态称乎的词语。

它们外形虽然一样，但内在品质和生产工艺大不相同。

烧结活性炭：是采用活性炭滤料材料和高分子热熔成孔材料混合，灌入特制模具，在200-300℃高温下烧结而成;由于粘结材料本身有成孔性，与活性炭混合后，保持了活性炭粉料比表面积大的特点，成孔性优良，过滤效果更好，与液体接触更充分;因其加工工艺复杂，产能有限。

压缩活性炭：是活性炭粉体材料和无机液体粘结剂混合后，灌入特制模具，用压力机高压压缩成型，出模后烘干;此工艺活性炭含量高，过滤效果好，但无机粘结材料无法成孔，孔径主要靠活性炭的粒度控制，滤芯的成孔性不好。

挤压活性炭：是活性炭和普通热熔树脂混合后，放入螺杆挤出机加热挤出成型的。

此生产工艺中活性炭外表被热熔树脂高温后融化包裹，堵塞了活性炭微孔，失去了吸附效果，生产成本低，产量高。

使用中其实就是个摆设，没有任何作用。

CTO、网炭、挤压活性炭、烧结活性炭、压缩活性炭广义的讲它们是活性炭的棒装形态，可以统称为成型活性炭。

目前，成型活性炭滤芯在水处理行业的使用越来越受重视，其主要原因是：一、成型活性炭集吸附和拦截于一体，不但具有活性炭的吸附性还因它有致密的空隙，可有效拦截大颗粒的杂质，有效降低水质的物理污染;二、孔径可以任意调节，最小可达到0.2微米，比市场上所谓的大通量中空超滤膜要好;三、流出的黑水比颗粒活性炭少，不会象颗粒活性炭那样因为水流的冲刷造成吸附后的脱吸附，形成二次污染;四、低于80目的活性炭粉料加工，比表面积大，使活性炭性能得以充分发挥。

烧结活性炭技术由于其成型的工艺特殊，可以开发以活性炭为主体与多种超细滤料粉体混合使用的复合型滤芯。

其品种有专用脱色脱味、除有机物、软化水质的专用滤芯;除去水中的铝、汞、锰、砷等重金属的专用除金属滤芯，针对高氟水地区的专用除氟滤芯;针对井水、软水添加微量元素、矿物质的专用矿化滤芯;抑制细菌滋生，添加抑菌材料的抑菌滤芯。

成型机制炭的制备方法及表征炭（Carbon）是一种常见的元素，以其多样的形态和性质而闻名。

成型机制炭是指在高温条件下经过成型和碳化处理而形成的炭材料。

本文将讨论成型机制炭的制备方法以及常用的表征技术。

成型机制炭的制备方法主要包括沥青炭化法、胶体炭化法和活性炭法。

其中，沥青炭化法是最常用和成熟的制备方法之一。

在这种方法中，原料通常是煤焦沥青或某些树脂，通过加热和加压的方式制备。

具体来说，沥青炭化法的操作步骤如下：首先，选择合适的原料，其中煤焦沥青是最常用的原料之一。

其次，将原料加热至高温，通常在800-1200摄氏度之间。

然后，将加热后的物料放置在密闭容器中，经过长时间的高温保持，使其得以完全碳化。

最后，通过冷却和处理，获得成型机制炭。

除了沥青炭化法，胶体炭化法也是一种常用的制备方法。

在这种方法中，胶体性物质如葡萄糖、聚乙烯醇等被用作原料。

首先，将胶体物质溶解在水中，并加入适量的表面活性剂，以形成胶体溶液。

然后，将溶液干燥并加热至高温，使胶体物质发生碳化。

最后，通过碾磨和筛分等处理，获得成型机制炭。

另外，活性炭法也是一种常用的制备方法。

活性炭是一种高度孔隙化的炭材料，具有巨大的比表面积和吸附能力。

活性炭的制备通常是将有机物料如木材、植物残渣等进行碳化，然后通过活化处理得到成型机制炭。

常见的活化剂包括氧化锌、磷酸盐等，活化温度较高，通常在800-1000摄氏度之间。

在制备成型机制炭的过程中，表征技术起着重要的作用。

常用的表征技术包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、氮气吸附-脱附法（BET法）和拉曼光谱法。

SEM是一种常用的表征技术，它通过扫描样品表面并检测反射电子来观察样品的形貌和微观结构。

通过SEM观察，可以获得成型机制炭的表面形貌和孔隙结构等信息。

TEM是一种高分辨率的电子显微镜技术，通过透射电子来观察样品的内部结构。

通过TEM观察，可以获得成型机制炭的微观结构、晶格结构和孔隙分布等信息。

活性炭一、商品简介活性炭又称活性炭黑。

是黑色粉末状或颗粒状的无定形碳。

活性炭主成分除了碳以外还有氧、氢等元素。

活性炭在结构上由于微晶碳是不规则排列，在交叉连接之间有细孔，在活化时会产生碳组织缺陷，因此它是一种多孔碳，堆积密度低，比表面积大。

英文别名：Charcoal activated，Carbon amorphous，Carbon black，Carbon active，Activated carbon，Activated charcoal，Activated char，Carbon Amorphous。

活性炭是传统而现代的人造材料，又称碳分子筛，化学式：C。

CAS：64365-11-3 EINECS: 264-864-4。

自从问世一百年来，活性炭应用领域日益扩展，应用数量不断递增。

二、商品性质、功能、应用物理性状：黑色无定形粒状物或细微粉末。

无臭。

无味。

无砂性。

不溶于任何溶剂。

对各种气体有选择性的吸附能力，对有机色素和含氮碱有高容量吸附能力。

每g总表面积可达500～1000m2。

相对密度约1.9～2.1。

表观相对密度约0.08～0.45。

密封干燥保存。

吸附特性活性炭是一种很细小的炭粒有很大的表面积，而且炭粒中还有更细小的孔——毛细管。

这种毛细管具有很强的吸附能力，由于炭粒的表面积很大，所以能与气体（杂质）充分接触。

当这些气体（杂质）碰到毛细管被吸附，起净化作用。

活性炭的表面积研究是非常重要的，活性炭的比表面积检测数据只有采用BET方法检测出来的结果才是真实可靠的，国内目前有很多仪器只能做直接对比法的检测，现在国内也被淘汰了。

目前国内外比表面积测试统一采用多点BET法，国内外制定出来的比表面积测定标准都是以BET测试方法为基础的，请参看我国国家标准（GB/T 19587-2004）-气体吸附BET原理测定固态物质比表面积的方法。

比表面积检测其实是比较耗费时间的工作，由于样品吸附能力的不同，有些样品的测试可能需要耗费一整天的时间，如果测试过程没有实现完全自动化，那测试人员就时刻都不能离开，并且要高度集中，观察仪表盘，操控旋钮，稍不留神就会导致测试过程的失败，这会浪费测试人员很多的宝贵时间。

官网地址：活性炭成型步骤料煤的粉碎（200目，95%通过）磨粉的目的是为了将煤进行预氧化处理，增加其表面积，易于活化。

氧化对煤的炭化及其后生产活性炭的影响是巨大的。

煤的氧化降低了煤受热的流动性，提高了炭化物的微孔容积，煤的预氧化使得制备的炭化料具有极高的微孔，有利于制备优质活性炭。

例如：不进行预氧化而直接活化的太西原料煤，其在930℃活化条件下进行活化试验3小时，I2值在530mg/g左右，而采用预氧化工艺，柱状成型炭化后的颗粒在同等活化条件下进行活化试验反应3小时后，I2值在1000mg/g以上。

物料磨粉过程物料由提升机送至储料斗，再经振动给料机将物料均匀定量连续地送入主机磨室内进行研磨，粉磨后的粉子被风机气流带走，经选粉机进行分级，符合细度的粉子随气流进入大旋风收集器内，进行分离收集，再经出粉管排出即为成品粉子。

气流再由大旋风收集器上端回风管吸入引风机。

本机整个气流系统是密闭循环的，并且是在负压状态下循环流动的。

在磨室内因被磨物料中有一定的含水量，研磨时产生热量导致磨室内气体蒸发膨胀改变了气流量，以及整机各管道接合处密封不严，外界气体被吸入，使循环气流风量增加。

为此通过调整风机和主机间的排气管来达到气流平衡的目的。

并将多余气体导入布袋除尘器内，把余气带入的微粉收集下来，余气被净化后排出。

官网地址： 混捏混捏的目的是使固相的煤粉与液相的煤焦油充分的混合，赋予混合料以塑性和流动性，使煤粉的细小颗粒充分地、均匀地被煤焦油充填和包裹，煤沥青在经过炭化后形成炭骨架。

焦油温度：≥90℃混捏温度：70℃—90℃混捏时间：15分钟到20分钟挤压成型成型的目的是得到具有一定外形及较高密实度的炭条。

目前本公司用于活性炭制造的挤压成型设备为借高压液体介质进入柱塞液压缸推动柱塞对煤膏加压的立式液压机。

成型液压机有单缸式和双缸式两种。

单缸油压机（二分区）的装料与压制是间歇式进行的，料缸装满煤膏后再加压，没有预压装臵，煤膏受压时间短。

常用的活性炭分类:
1.按原料分类：果壳炭（椰壳、杏核、核桃壳、橄榄壳等）煤质炭、木质炭等。

其中：椰壳材质（特别是东南亚椰壳）以强度高、吸附性能好、灰份低、使用周期长被国内外公认为是最佳的活性炭原料。

2.按制造方法分类：气体活化法炭（或物理活化法炭）、化学活化法炭（或化学药品活化法炭）、化学-物理法活性炭.
3.按外观形状分类：不定型颗粒活性炭（或称破碎活性炭）、成型活性炭（或定型活性炭）和粉状活性炭.
活性炭的吸附作用：主要发生在这些空隙和表面上，活性炭孔壁上大量的分子可以产生强大的引力将水和空气中的杂质吸引到孔隙中。

活性炭的吸附可分为物理吸附和化学吸附。

物理吸附主要发生在活性炭丰富的微孔中，用于去除水和空气中杂质，这些杂质的分子直径必须小于活性炭的孔径。

不同的原材料和加工工艺造成活性炭不同的微孔结构、比表面积和孔径，适用于不同的需求。

活性炭不仅含有碳元素，而且在其表面含有官能团，与被吸附的物质发生化学反应，从而与被吸附物质常发生在活性炭的表面。

介质中的杂质通过物理吸附和化学吸附不断进入活性炭的多孔结构中，使活性炭吸附饱和、吸附效果下降。

吸附饱和后的活性炭需要进行活化再生，恢复其吸附能力，重复使用。

评价活性炭的吸附性能指标主要有亚甲蓝值、碘值和焦糖吸附值等，吸附容量越大，吸附效果越好。

1.煤质活性炭主流生产工艺及产污分析（1）生产工艺流程煤质活性炭生产工艺主要工序为破碎磨粉、成型、炭化、活化、成品处理等。

回转炉炭化、斯列普炉活化工艺流程是国内煤质活性炭生产的主流工艺，主要分布在宁夏、山西，约占全国煤质活性炭生产企业总数的72%。

图1 活性炭生产工艺流程图合格的原料煤入厂后，被粉碎到一定细度（一般为200目），然后配入适量黏结剂（一般为煤焦油）在混捏设备中混合均匀，然后在一定压力下用一定直径模具挤压成炭条，炭条经炭化、活化后，经筛分、包装制成成品活性炭。

（2）生产过程中的排污节点、污染物排放种类、排放方式破碎磨粉工序排放颗粒物（煤尘），排放方式主要是有组织排放。

成型工序排放颗粒物（煤尘）、挥发性有机物，多以无组织形式逸散。

炭化、活化工序排放的主要污染物为颗粒物、SO2、NOX、苯并[a]芘（BaP）、苯、非甲烷总烃（NMHC）及氰化氢（HCN），排放方式为有组织排放。

具体详见下表。

表1 煤质活性炭污染物排放方式、排放种类、行业特征污染物（3）无组织排放煤质活性炭工业生产过程无组织排放节点有混捏成型工序、煤焦油储罐区、炭化工序车间门窗处、成型料晾晒场等。

排放的污染物为挥发性有机物和一氧化碳。

污染末端治理（1）磨粉、混捏、成品筛分包装工序粉尘治理活性炭行业磨粉、混捏、成品筛分包装工序产生粉尘污染，磨粉工序生产设备内产生的粉尘经旋风除尘器及布袋除尘器收集，并作为原料回用，除尘效率98%以上。

新建和大型企业成品筛分包装工序有回收设施回收，规模较小企业存在无组织排放现象。

混捏工序无组织废气无处理措施，通过标准制定，引导企业治理后排放。

（2）炭化炉尾气治理炭化炉尾气主要化学组成是焦油蒸汽、CH4、H2、CO、N2、CO2、O2及沥青烟等，大部分为可燃或助燃气体，可回收利用。

焚烧法是把炭化尾气引入焚烧炉内在高强转化燃烧的情况下，使之转化为CO2、H2O等高温气体，高温气体的热能又用于余热锅炉产生蒸汽。

活性炭的性能介绍更换周期及吸附量的计算⼀、活性炭基本介绍活性炭⼜称活性炭⿊。

是⿊⾊粉末状或颗粒状的⽆定形碳。

活性炭主成分除了碳以外还有氧、氢等元素。

活性炭在结构上由于微晶碳是不规则排列，在交叉连接之间有细孔，在活化时会产⽣碳组织缺陷，因此它是⼀种多孔碳，堆积密度低，⽐表⾯积⼤。

⼆、活性炭净⽔原理活性炭是⼀种很细⼩的炭粒，有很⼤的表⾯积，⽽且炭粒中还有更细⼩的孔——⽑细管。

这种⽑细管具有很强的吸附能⼒，由于炭粒的表⾯积很⼤，所以能与杂质充分接触。

这些杂质碰到⽑细管被吸附，起净化作⽤。

三、活性炭的要求好的活性炭必须具有吸附容量⼤、使⽤寿命长、机械强度⾼、灰份低、易冲洗、出⽔⽔质好等特点，它不但能除去异臭、异味、提⾼⾊度，⽽且对⽔中的各种有毒有害物质如：氯、酚、汞、铅、砷、氯化物、洗涤剂、农药、化肥等污染物具有很⾼的去除率。

具体主要技术指标如下：1、粒度（10—24⽬2.0—0.8mm ）：≥95%说明：通常来说，颗粒越⼩的活性炭，⽐外表积越⼤，也就是吸附效果越好，但是颗粒越⼩，损耗也会越⼤，粉尘也会越多。

2、碘吸附值：≥1000mg/g说明：⼀般来说碘吸附值越⾼，活性炭的吸附能⼒越强。

3、⽐表⾯积：1000---1200m2/g说明：若取1克活性炭，将⾥⾯所有的孔壁都展开成⼀个平⾯，这个⾯积将达到1000平⽅⽶（既⽐表⾯积为1000g/m2）！影响活性炭吸附性的主要因素就取决于内部孔隙结构的发达程度。

（及⽐表⾯积越⼤，活性炭的吸附效果越好）。

4、亚甲兰脱⾊⼒：≥10mL/g说明：除⾊能⼒。

5、耐磨强度：≥95%说明：即耐磨损或抗磨擦的性能；强度越⾼，活性炭性能越好。

6、⼲燥减量：≤10%说明：⼲燥减量及指⽔分，此值越低，活性炭质量越好。

7、灼烧残渣：≤3%说明：灼烧残渣及指灰分，此值越低，活性炭质量越好。

8、充填⽐重：0.48---0.55g/mL说明：充填⽐重及指密度，⼀般密度越⼩，活性炭的吸附⼒越好。