柱狀活性炭在使用中會受到原料煤性質的影響、碳化溫度、活化溫度、活化劑種類、碳化料灰分、炭粒度的影響。具體是怎樣被影響的,請接著往下看:
原料煤性質的影響
不同的煤種,含碳量、含氫量、含氧量不同,灰分、揮發分不同。煤化學結構不同,碳化后得到的半焦特性也不同。在一定溫度下,對活化劑反應的速率也不盡相同。因此,原料煤不同,選用的活化生產工藝略有不同。
碳化溫度的影響
煤的碳化溫度直接影響碳化料的孔隙結構和強度,既影響半焦的性質。細孔容積和比表面積在400/℃—650/℃之間隨溫度增高而變大,在650/℃—1000/℃之間隨溫度增高又變小,但在400/℃—1000/℃之間隨著溫度的增高強度一直增加。
活化溫度的影響
研究發現,活化石碳化合活化劑在高溫下進行的反應,隨著溫度的升高,反應速度加快,燒失率增加,碳得率降低。在不同的活化溫度下,生產的工業柱狀活性炭孔結構不同。活化溫度過高,微孔減少,吸附力下降。一般水蒸氣活化法的活化溫度控制在800—950℃,煙道氣活化的溫度控制在900—950℃,空氣活化的溫度控制在600℃左右。應根據煤的反應性,柱狀活性炭的用途及采用的活化劑確定活化溫度。
活化劑種類的影響
在形同的溫度下,不同的活化劑化學性質不同,它與碳的反應速度也不同。如碳和氧的反應速度較快,活化溫度只需600℃左右即可而用水蒸氣則需800-950℃。由于水蒸氣能充分地擴散到碳的微孔內,使活化反應能在整個炭顆粒內均勻進行,所以得到的比表面積大、吸附能力強的柱狀活性炭。
碳化料灰分的影響
碳化料中無機成分在碳化合活化過程中,大部分轉化為灰分,它是影響柱狀活性炭強度的主要因素,在灰分與炭表面接觸的界面上,灰分會造成裂紋,影響柱狀活性炭的強度。因此,在碳化料中加入少量的鈷、鐵、釩、鎳等氧化物,可加速炭與水蒸氣的反應。
炭粒度的影響
炭顆粒小,活化速度快。粒度大,活化反應受活化劑在炭顆粒內擴散速度的影響,活化劑與碳的接觸面積小,會發生顆粒外部已燒失,而內部還未活化的現象。顆粒過小,活化氣流通過阻力加大,也達不到均勻活化的目的。在反應過程中,炭顆粒度逐漸變小,有利于活化,但灰分附在炭顆粒外面,會影響活化劑的作用。