物理法生產活性炭過程中應注意的問題
前文已提到根據杜比寧的觀點，當氣化損失率小于50%的時候將得到以微孔為主的活性炭;氣化損失率大于75%時則得到以大孔為主的活性炭;氣化損失率介于二者之間時則得到的活性炭兼具微孔和大孔結構。一般氣體活化法得率為20%~30%，因此原料總利用率只有10%左右，其余部分已隨活化反應尾氣逸出。因此在產品質量的前提下盡可能提高原料利用率是獲得大經濟效益的關鍵。有研究表明在原料炭化還有活化過程中加入一些化學試劑均可提高反應得率，例如，木材炭化過程中加入一定量的磷酸可以使得率由39%提升至45%，纖維素炭化過程中加入一定量的磷酸鹽亦可大幅提高炭化得率。
此外在氣體活化法中，所產生的尾氣中含有CO、Hz等高熱值氣體，并且尾氣溫度也很高。充分利用尾氣的熱量和其中的可燃氣體也是降低成本、實現(xiàn)節(jié)能減排、增加經濟效益的有效途徑。

流化床活化法流化床是將體原料置于以較高速度流動的氣體中，使固體顆粒懸浮于流體中，類似于流體狀態(tài)的操作裝置。由于在其內固體顆粒狀如沸騰液體，因此也稱為沸騰床。因為固體流態(tài)化之后氣固之間可充分接觸，因此十分利于活化反應的充分進行，也能有效地縮短活化時間，所得到的產品質量也較好。在活性炭生產中，流化介質為水蒸氣或煙道氣，原料一般是木屑炭化料、果殼炭、煤等。由于需要能夠被一定流速的氣流吹起，因此原料粒徑通常要求小于3mm。按照床的結構可分為單層床式、多層床式和多管床式，其中單床式和多管式應用相對較為廣泛，其結構分別如圖3-13和圖3-14所示，
流化床的基礎理論與實際應用都有廣泛的研究。例如有研究表明流化床良

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

物理法制備技術與裝置

活性炭物理法機理簡介
物理法通常指氣體活化法，是以水蒸氣、煙道氣(水蒸氣、CO2、N?等的混合氣)、CO:或空氣等作為活化氣體，在800~1000℃的高溫下與已經過炭化的原材料接觸進行活化的過程。在這個過程中，具有氧化性的活化氣體在高溫下侵蝕炭化料的表面，使炭化料中原有閉塞的孔隙重新開放并進一步擴大，某些結構因選擇性氧化而產生新的孔隙，同時焦油和未炭化物等也被除去，終得到活性炭產品。由于物理法通常采用氣體作為活化劑，工藝流程相對簡單，產生的廢氣以CO2和水蒸氣為主，對環(huán)境污染小，而且終得到的活性炭產品比表面積高，孔隙結構發(fā)達，應用范圍廣，因此在活性炭生產廠家中70%以上都采用物理法生產活性炭。下面對物理活化法的機理、工藝流程、裝置設備及國內外發(fā)展現(xiàn)狀等進行具體闡述。
一、原料炭化
物理法制備活性炭需要先將原料在400~600℃下進行炭化處理，使原料中碳元素以外的主要元素(氫、氧等)以氣體形式脫除，通過CO:、CO 的形式也可使一部分碳元素釋放出去，殘留的碳元素則多數(shù)以類似石墨的碳微晶形態(tài)存在。然而和石墨晶體不同的是，這些碳微晶的排列是雜亂無章的，因此形成了具有活性炭原始形態(tài)的結構。但是僅僅經過炭化處理，碳微晶的周圍以及碳微晶之間的縫隙仍被熱解所產生的焦油或者無定形碳堵塞，因此需要進一步活化處理，除去這些堵塞孔隙的物質才能得到具有發(fā)達孔隙結構的活性炭。
二、氣體活化法過程簡述
在炭化的中間產物進行活化期間，是基本碳微晶以外的無定形碳

活性炭制備技術
燒結封團、導致活性炭的各種性能開始下降、活化時間選擇在1b較好。 Ahoed 等通過氯化鋅活化棗核制備了活性炭、結果表明、當活化時間由6h增加至3.5h時，得豐由43%降低至29%，在初的1.25h內降低得快、并在此時達到了大碘吸附值837.54mg/g、且在前1.25h內是有利于中孔增加的、隨著活化時間的增加、中孔開始塌陷變?yōu)榇罂祝?br /> 活性炭的應用領域十分廣泛、在應用過程中發(fā)揮作用的主要是孔結構和表而官能團、所以根據市場的需求有很多科研人員開始關注組合活化法，包括物理化學法、化學 化學法、微波-化學法等。
一、物理-化學活化法
物理化學活化法是結合物理法(CO:、水蒸氣法等)與化學法(磷酸、氯化鋅、氫氧化鉀法等)制備活性炭的一種方法、此類活性炭具有特孔結構和表面官能團。Dolas等?)采用開心果殼與氯化鋅前期浸清后，通過后續(xù)的高溫CO=活化法制備了BET比表面積為3256m2/g、孔容積為1.36cm'/g的活性炭，而采用氯化鈉溶液浸清的開心果殼采用高溫CO:活化制備了 BET比表面積為3895m/g、孔容積為1.86cm’/g的活性炭。Arami Niya等()采用油棕櫚殼為原料，先采用少量氯化鋅或磷酸法活化制備具備初期窄微孔的活性炭、然后采用高溫CO:活化制備了甲烷吸附用活性炭，此方法可以使得活性炭的孔結構均勻化分布、有利于甲烷的存儲。
二、化學-化學活化法
化學-化學法是指結合兩種不同的化學活化劑進行活化制備活性炭的方法。 Heidari等()采用赤桉木為原料，先使用磷酸或氯化鋅活化制備早期活性炭、然后采用氫氧化鉀法進行二次化學活化、制備了具有較高微孔含量(98%)的 CO;存儲用活性炭。
三、微波-化學活化法
微波-化學法是指以微波加熱的方式來提供化學法(磷酸、氧化鋅、氯氧化鉀等)活化所需熱量來制備活性炭的方法，微波加熱相比傳統(tǒng)加熱方式的優(yōu)點是可以大幅度縮短活化時間，可以控制在10min左右，Lu等“)以竹子為原料，采用微波加熱磷酸活化法制備了比表面積為1432m/g、孔容積為
0.696cm'/g的活性炭產品、得率可達47.8%，Hesas等通過微波氧化鋅
活性炭制備工藝
間歇法的平板爐和連續(xù)法的回轉爐是生產氯化鋅法粉狀活性炭的主體設備、平板爐法具有設備簡單、投資少、上馬快等優(yōu)點，是國內早期氯化鋅法活性炭的主體設備。但此法存在手工操作多、勞動強度大、環(huán)境污染嚴重等問題，導致了此法目前已被淘汰?；剞D爐法具有生產能力大、機械化程度高、產品質量較穩(wěn)定等優(yōu)點，是目前國內外氯化鋅法活性炭的主體設備，工藝難點在于尾氣處理和氯化鋅回收方面，國內尚未有成熟的工藝，日本已實現(xiàn)環(huán)保排放達標生產。
1.工藝流程
連續(xù)法生產粉狀活性炭的工藝流程，一般由木屑篩選和干燥、氯化鋅溶液配制、配料(或浸漬)、炭活化、回收、漂洗(包括酸處理和水洗)、脫水、干燥與磨粉等工序組成。另外附設的廢氣處理系統(tǒng)，以回收煙氣中的氯化鋅和鹽酸，減少對環(huán)境的污染。常用的生產工藝流程見圖2-6 和圖2-7.
2工藝操作
(1)木屑的篩選與干燥為了產品的質量和工藝操作穩(wěn)定，并降低超細顆粒在后續(xù)回收工段過濾流失導致的活化劑的浪費，用振動篩或滾筒篩對木屑進行初步篩選，選取0.425~3.35mm的木屑顆粒，除去雜物(如板皮、鐵展、泥砂、石塊等)，以免造成堵塞，增加回收、漂洗工序中的負荷、影響產品質量。
篩選后的木屑含水率一般在45%~60%，此時水分過高會影響配料工序段化學活化劑的滲透，因此需要進一步干燥控制工藝需要的水分含量。北方由于氣候干燥，雨水少，一些中小工廠常利用自然風干方法干燥木屑，木屑進行機械于燥時，一般在氣流式干燥器中或回轉干燥器中進行干燥。