煤質(zhì)活性炭的活化特性及應(yīng)用范圍

　　煤灰的成分比較復(fù)雜，它是煤中無機(jī)物轉(zhuǎn)化而來的產(chǎn)物，它的含量與成煤原始植物和成煤環(huán)境有關(guān)。煤灰中還有少量的堿金屬K2O，Na2O等。煤灰中各成分的熔化溫度不同，不能以單一的礦物溫度來衡量煤灰的熔融溫度。煤灰實(shí)際上是各種礦物成分的復(fù)合物，它是以硅酸鹽和硅鋁酸盆的形式存在。 煤灰的成分很復(fù)雜，因此，沒有確切的熔化溫度。只能用溫度特征來表示煤灰的熔融特征。

　　煤的灰熔融性對鍋爐燃燒及煤質(zhì)活性炭的活化過程是重要的煤質(zhì)參數(shù)。煤的灰熔點(diǎn)過低，在爐昆上容易結(jié)碴，影響燃燒的正常進(jìn)行。若用灰熔點(diǎn)低的煤生產(chǎn)煤質(zhì)活性炭，在活化過程中，碳化料容易在火化道蓖上爬碴，生瘤，影響活性炭的質(zhì)量和活化爐的壽命。

　　煤的燃點(diǎn)影響煤質(zhì)活性炭的質(zhì)量

　　煤與氧作用使煤體溫度升高，當(dāng)溫度達(dá)到一定程度時，煤開始著火燃燒，此溫度稱為煤的燃點(diǎn)。但目前實(shí)驗(yàn)室測得的煤炭燃點(diǎn)，只是相對值，它是將NaNO2與煤樣按一定比例混合，在燃點(diǎn)測試裝置中按規(guī)定的升溫速度加熱，使其爆燃，爆燃的溫度即為煤的燃點(diǎn)。顯然，這種方法測出的燃點(diǎn)低于實(shí)際煤的燃點(diǎn)。煤的燃點(diǎn)受煤的種類影響較大，如泥炭的燃點(diǎn)(225~280℃)，褐煤(250~450℃)，無煙煤(440一500℃)，焦炭的燃點(diǎn)較高(700~750℃)。不同的煤質(zhì)燃點(diǎn)不同。水分大、含氧量高

　　揮發(fā)分高的煤及黃鐵礦含量高的煤燃點(diǎn)均較低，易自燃。溫度、煤巖組分、煤的粒度也是影響煤炭燃點(diǎn)的因素。在活性炭生產(chǎn)中，著火點(diǎn)高的煤制備的碳化料，在碳化中不易被氧化，在活化爐中，溫度容易控制，有利于活性炭的質(zhì)量。

　　活性炭制作化學(xué)活化和物理活化

　　活性炭是一種既傳統(tǒng)又現(xiàn)代的材料。隨著人類社會的不斷發(fā)展，活性炭己經(jīng)在食品、醫(yī)藥、化工、環(huán)保等諸多的領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用;應(yīng)用數(shù)量也不斷遞增。近幾年來，全球?qū)?/span>

　　活性炭的使用量年年增長。我國活性炭產(chǎn)量己經(jīng)居世界前列，但是我國生產(chǎn)的活性炭性能一般，性能優(yōu)良活性炭主要還是依靠進(jìn)口。

　　制備活性炭的原料非常豐富，如煤、果殼、稻殼、石油焦、樹脂、瀝青、廢舊輪胎等。其中，果殼類原材料來源廣泛、成本低廉，并且具有優(yōu)質(zhì)的天然結(jié)構(gòu)，利于形成發(fā)達(dá)微孔結(jié)構(gòu)，己經(jīng)得到越來越多的關(guān)注。活性炭制備方法主要分為兩大類:化學(xué)活化法和物理活化法。化學(xué)活化是通過化學(xué)試劑如KOH、Zncl2等與碳材料發(fā)生一系列的交聯(lián)或縮聚反應(yīng)，進(jìn)而創(chuàng)造出豐富微孔;物理活化是利用空氣、二氧化碳、水蒸氣等氧化性氣體在高溫下與碳材料內(nèi)碳原子反應(yīng)�；瘜W(xué)活化優(yōu)點(diǎn)是活化時間短、活化溫度低。但是，大量化學(xué)試劑的使用提高了制備成本，高溫下對設(shè)備有較強(qiáng)腐蝕作用，在洗滌過程中需要大量水，這些廢水經(jīng)過復(fù)雜處理工藝后才能達(dá)到環(huán)保排放要求。正是這一原因，目前，在工業(yè)上大多采用水蒸氣活化來制備活性炭。

　　活化物理優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單、清潔，活化后不需要洗滌。水蒸氣活化速度較快，但是很難得到高比表面積活性炭;采用二氧化碳活化，可以得到高比表面積活性炭，但其活化溫度高、速度慢，因此能耗很高，活化時間通常需要凡十小時，甚至上百小時。加入適當(dāng)催化劑可有效縮短活化時間，但是仍然難以滿足工業(yè)化生產(chǎn)需要。

　　總之，化學(xué)活化和物理活化都有各自的優(yōu)勢和不足。在保持制備工藝簡單、清潔基礎(chǔ)上，如何進(jìn)一步降低制備成本，成為今后研究重點(diǎn)。

　　煤質(zhì)顆粒活性炭粒度的測定

　　煤質(zhì)顆�；钚蕴康脑囼�(yàn)方法-粒度的測定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了煤質(zhì)穎�；钚蕴苛６葌�(cè)定所孺儀器、側(cè)定步驟及測定結(jié)果的處理等內(nèi)容，標(biāo)準(zhǔn)適用于煤質(zhì)顆粒活性炭粒度的測定。

　　1、方法提要

　　將一定質(zhì)量的凈化水用煤質(zhì)顆�；钚蕴吭嚇又糜谡窈Y機(jī)上進(jìn)行篩分，以保留在各篩層上的試樣的質(zhì)量占原試樣質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)表示試樣的粒度分布。

　　2、測定步駿

　　a.根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求，選取一組相應(yīng)的篩層，按篩孔大小，由上而下順序排列，安放在振篩機(jī)上。

　　b.稱取100 g試樣倒入振篩機(jī)的上層篩子內(nèi)，蓋上篩蓋，扣緊全套篩子。開動振篩機(jī)，同時啟動定時器(或欺動秒表)。

　　c.振篩(600士10) s。

　　d.松開振篩機(jī)夾子，拿下篩蓋，依次輕輕取下各層并將各層中的試樣用瓷盤分別收集�？ㄔ诤Y孔上的活性炭輕輕震拍篩框或用刷子刷下，也作該篩層上的篩分。

　　e.依次稱量每一篩層以及底盤內(nèi)的篩分質(zhì)量(精確至o.1 ),

　　f.重復(fù)s. l至s. 5步驟，再做一份試樣。

　　3、煤質(zhì)顆�；钚蕴苛６扔�(jì)算公式：

　　Li(%)=mi/m×100%

　　式中Li—第i層粒度的質(zhì)量分?jǐn)?shù),%;

　　mi—第i層篩上的試樣質(zhì)量,B:

　　m—原試樣的質(zhì)量,g。

　　活性炭纖維(ACF)在水質(zhì)凈化、廢水處理中的作用，總結(jié)了ACF在去除水中有機(jī)污染物、凈化受污染地下水、去除重金屬、殺滅細(xì)菌以及在處理制藥廢水、酚類廢水、染料灰水 造紙黑液、有機(jī)廢水和高價重金屬離子廢水的研究現(xiàn)狀。指出了 ACF在水處理應(yīng)用中的4個重點(diǎn)研究方向。

　　活性炭纖維(activated carbon fiber，ACF)是繼粉狀活性炭(PAC)和顆�；钚蕴�(GAC)之后的第三代活性炭產(chǎn)品，是隨著碳纖維工業(yè)發(fā)展起來的一種新型碳材料。20世紀(jì)60年代初，在碳纖維研究基礎(chǔ)上研制出活性炭纖維。20世紀(jì)70年代，逐漸開始活性炭纖維的工業(yè)化生產(chǎn)。ACF是由有機(jī)纖維原料經(jīng)炭化、活化而成。根據(jù)生產(chǎn)中前驅(qū)體的不同，ACF主要分為粘膠基ACF、酚醛基ACF、聚丙烯睛基ACF(PAN-ACF)。瀝青基ACF(pitch-ACF)等。

　　CF與 PAC、GAC等炭材料相比，孔徑分布狹窄而均勻，微孔體積占總孔體積的90%左右，微孔孔徑大多在1nm左右，沒有大孔和過渡孔。ACF還有一定量的表面官能團(tuán)，對水溶液中的有機(jī)物和重金屬離子等有較大的吸附容量和較快的吸附速率，并且容易再生。采用ACF處理原水或廢水，可大大減小處理裝置的體積，提高處理效率。對于有回收價值的污染物，可通過ACF富集，加以回收，實(shí)現(xiàn)資源化。尤為重要的是，ACF對低濃度吸附質(zhì)，即使對痕量級吸附質(zhì)仍保持有很高的吸附量，而GAC往往在低濃度時吸附能力大大降低[l]。ACF還可根據(jù)需要加工成纖維束、氈、布、紙以及其它形態(tài)，這樣便于工程應(yīng)用和工藝的簡化。因而其在水處理中有較廣泛的應(yīng)用。