a.木屑树种的影响
实践证明,活性炭的吸附性能与木屑的树种有密切关系,认为杉木屑较松木屑好,松木屑较硬杂木屑好,软杂木屑较硬杂木屑好,材质硬的木屑会影响氯化锌溶液的渗透速度。但通过选择适当的生产条件,采用混合木屑作原件,也可以生产出合格的活性炭。用不同树种木屑制得的活性炭的质量相差不大(何况试验还会存在误差)。
b.木屑含水率的影响
木屑含水率对炭活化过程没有直接影响,但会影响氯化锌溶液浸渍时间。对连续浸渍或混捏过程尤为重要,含水率高(在纤维饱和点以上)的木屑不仅会降低氯化锌溶液的渗透速度,而且要降低氯化锌溶液浓度,从而影响炭活化效果(锌液中掺入其他催化剂应另当别论)。因此,当木屑含水率超过30%时,浸渍时间要求在8h以上;当木屑含水率在纤维饱和点以下时,氯化锌溶液的渗透速度要快一些。木屑含水率在15%以下,混捏时间短(15min)。木屑含水率还影响其对氯化锌溶液的吸收量。例如生产颗粒活性炭时,必须吸收一定数量的浓度较低的氯化锌溶液,因此要求木屑含水率不超过5%。当生产糖用活性炭时必须吸收足够数量的高浓度的氯化锌溶液,如果木屑含水率过高,就会降低氯化锌溶液的浓度,从而影响锌屑比,终影响活性炭的孔径分布。
另据报道用含水率远大于纤维饱和点的湿木屑生产活性炭,这个方法的要点是在氯化锌溶液中掺入一种催化剂浸渍高含水率木屑,增加了氯化锌溶液对湿木屑的渗透能力,氯化锌分子借助催化剂对湿木屑细胞腔的游离水及细胞壁上的结合水的较强烈的脱除作用,使原料结构疏松,间隙增大,氯化锌能较均匀地渗透到腔壁组织,在炭活化过程中,和氯化锌一起促使木屑中的氢和氧以水的形式脱除。这种催化剂不仅起到催化作用,也起到了等量氢化锌的作用。
c.屑颗粒度的影响
生产粉状活性炭时,木屑颗粒度在6~40目,对产品质量未发现明显的影响。一般说来,颗粒度小的原料,浸渍效果好,制得的炭吸附性能好。原料木屑颗粒度的均匀性对产品质量的稳定起到一定的作用。
生产颗粒活性炭时,木屑颗粒度大小对产品质量的影响与使用的锌屑比有关。当锌屑比小(80%)时,活性炭的强度和相对密度随木屑颗粒度的增大而降低;当锌屑比大(200%)时,木屑颗粒度在0.25~2.0mm时,对活性炭的强度和相对密度影响不大。
生产颗粒炭时,木屑颗粒度大,成型颗粒不致密,不仅影响活性炭的强度和相对密度,而且还影响吸附性能,这一点与煤质炭生产相似。
d。锌屑比的影响
锌屑比是指无水氯化锌与绝干木屑质量之比,是影响活性炭的孔径分布和孔隙度的主要因素之一。在活化料中,氯化锌占有的体积近似地等于它在回收氯化锌之后活性炭所具有的孔隙体积。因此有人把锌屑比看成是氯化锌法活化程度的近似度量。使用的锌屑比不同,制得的活性炭的性质也不同。当锌屑比由100%增加到350%时,活性炭的吸苯率在比压小时随锌屑比增大而降低;当比压大时随锌屑比增加吸苯率增加。这是因为活性炭的吸苯率,在比压小时,主要与表面吸附有关,与毛细管凝聚关系不大,因此主要取决于炭的比表面积;当比压较大时,不仅发生表面吸附,还会发生毛细管凝聚作用,因此,在这时的活性炭的吸苯率不仅取决于比表面积,还取决于炭的比孔容积,而比孔容积是随锌屑比的增加而增大的。活性炭的假相对密度随锌屑比的增加而降低,而孔隙的平均半径和大孔隙分布半径都增加,比表面积减小。因此说改变锌屑比可以制得不同孔径的活性炭。用较小的锌屑比,可以制得微孔发达的活性炭;用较大的锌屑比可以制得过渡孔和大孔比较发达的活性炭。活性炭的强度随锌屑比增加而降低。
e.活化温度的影响
活化温度是影响活性炭质量的重要因素之一。它是指活化时活化料的高温度。
在500℃的温度下制得的活性炭吸苯率大,强度和相对密度则小。这是因为在500℃时氯化锌在形成的炭骨架中占有的体积大,以后随着温度的升高,炭中氯化锌的汽化量增加,炭开始收缩,放相对密度和强度则随之增加。为了使活性炭具有一定的强度,活化温度采用600℃是适宜的。这样高的温度会导致氯化锌的急剧蒸发,不仅增加氯化锌的消耗,还会污染环境。
f.活化时间的影响
活化时间是指一定的活化温度下的保持时间。有资料介绍,当活化温度在600℃以下时,庄2h内,延长活化时间可以提高颗粒活性炭的强度。
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