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椰壳活性炭中的灰分含量有多少

文章作者:admin发布时间2018-07-25 11:12浏览次数:

椰壳活性炭中的灰分含量有多少?

近年来,随着活性炭的应用普及,大家对活性炭的各项指标参数都有所了解,不过相对来说,大家所熟知的是活性炭指标局限于碘吸附值,而灰分这个指标在众多客户中理解的不够透彻,以下就活性炭灰分指标在各行业应用做一个简析与大家分享。

活性炭的化学组成除碳元素外,还含有两种物质,一是以化学键结合的元素,如氧和氢:另一种是灰分,其灰分随活性炭种类不同而异。不同种类的活性炭其灰分含量和组成有很大的差别,例如以椰壳活性炭为例,这种炭灰分含量为3.5%左右,其中含有钾、铝、硅、钠和铁等的氧化物以及少量的镁、钙、硼、铜、银、锡和微量的锂、镓、铅等。活性炭中灰分的相对含随着原材料的炭活化程度而增加。椰壳炭灰分小于3%,而煤基活性炭灰分高达10%-30%左右,活性炭中含硫是比较低的,质量好的活性炭中不应检出硫化物。平时我们说的活性炭的灰粉是指内在灰粉。灰分主要可分为酸溶物和碱溶物。灰分主要包括:二氧化硅,三氧化二铝,三氧化二铁,氧化钙,氧化镁,二氧化钛,三氧化硫,氧化钾,氧化钠和五氧化二磷等。

椰壳活性炭中的灰分含量,由于原料和制备过程的不同,而有显著的差异。一般木质椰壳活性炭灰分的含量较少(一般<5%)。当原料灰分含量较大时,需要对原料进行脱灰处理以后再生产椰壳活性炭。氮与硫的含量,在植物类原料的场合通常非常少。原料中含有的蛋白质以及硫化物,在炭化及活化过程中,大部分会挥发掉,有时会有微量的残留。残存的微量氮原子,有时能够提高椰壳活性炭的催化性能。

椰壳活性炭中的微量杂质必须尽量加以控制。椰壳活性炭中存在的最重要的杂质是砷。砷存在与自然界,使用椰子壳以及木质类原料时必须注意。土壤中的砷浓度太大,导致原料中的砷浓度也增大,而用这些原料生产的椰壳活性炭中砷的浓度就会超标。所以,生产椰壳活性炭时对于砷要求严格地进行控制。同时,对于使用各种废弃物为原料生产活性炭,需要先进性检测此原料是否受到重金属的污染。

通常物理法生产的椰壳活性炭,由于是在温度为900℃以上制得的,挥发分很少;而化学法椰壳活性炭,其活化温度一般是在500℃以下,所以挥发分含量较高。椰壳活性炭原料炭化物的挥发分受炭化温度的影响很大。实验表明,温度上升,挥发分含量减少;炭化反应在500℃以下剧烈进行,在600-700℃基本上结束。固定碳含量的变化基本上与挥发分相对应,在炭化反应结束的700℃以上基本不会再增加。  

灰分是椰壳活性炭原料选择方面的一个重要指标。原料中的无机成分在炭化过程中几乎不减少而最后残留与木炭中。原料中的灰分含量即使只有1%,椰壳活性炭的灰分含量也可能达到10%,甚至更高。由于灰分不具有吸附能力,因此椰壳活性炭吸附能力与其灰分含量成正比,即椰壳活性炭灰分含量越高,其吸附能力相对越低。所以在椰壳活性炭的选择过程中,尽量选择其灰分含量低的产品。

椰壳活性炭的元素组成通常可通过元素分析装置进行测定,椰壳活性炭的元素组成90%以上是碳,这就很大程度上决定椰壳活性炭是疏水性吸附剂。氧元素的含量一般为百分之几,其一部分存在与灰分中,另一部分在碳的表面以羚基之类的表面官能团形式存在。由于这部分氧元素的存在,使椰壳活性炭具有一定的亲水性,而并非是完全的疏水性。因其亲水性的存在,使得其能够将孔隙内的空气置换为水,进而吸附溶解于水中的有机物,使椰壳活性炭用于水处理成为可能。

椰壳活性炭

活性炭的灰分在使用中的影响

1.活性炭灰粉及灰分在部分净水滤芯中的影响:

净水颗粒活性炭存在灰粉较多时,容易造成生产滤芯外观较脏、现场环境较黑等;其二若此种活性炭用在前置滤芯容易造成后置部分滤膜堵塞;其三用在后置炭时可能会造成出黑水现象。灰分越低后置出水的水质DPS则越低,常规椰壳炭灰分<3%,酸洗后则可达到<1-2%;煤质活性炭灰分一般在10%-30%之间。

2.活性炭灰粉及灰分在部分空气净化中的影响:

柱状活性炭灰粉较多时,存在原因有二,其一则是活性炭自身强度较差,相互碰撞摩擦易产生粉,其二是由于生产过程原料配比或工艺参数的影响导致;当此种活性炭用在空气净化滤网中时容易弄脏净化机、漏粉等现象;用在无纺布夹层时会造成加工困难、夹层脱落或掉粉等现象;用在废气处理吸附塔中太多灰粉则容易阻塞气流,造成风阻偏大。

3.活性炭灰粉及灰分在垃圾焚烧空气处理中的影响:

垃圾焚烧用炭本身即为活性炭粉,灰分指标影响炭自身的纯度,相对来说,垃圾焚烧烟气处理活性炭主要用来吸附二噁英和部分重金属,灰分程度影响较低,一般垃圾焚烧用炭灰分<10%-15%。

4.活性炭灰粉及灰分在食品和医药行业的影响:

食品级别用活性炭一般用木质粉末活性炭,灰分的高低直接影响产品的纯净度和液相pH,严重时易造成二次污染,故选用活性炭时尽量选择灰分较低的活性炭。

在制造过程中,灰分中多数无机质对活化过程中的造孔有不利影响。灰分中特定的无机质,如碱金属及铜、铁等氧化物和碳酸盐,对炭和水蒸气的反应有催化作用,碱金属化合物(如K、Na的氢氧化物和碳酸盐)对活性炭中狭缝状微孔的形成有促进作用;无机矿物质对炭与水蒸气反应的催化作用使得活性炭的孔隙由小变大,结果造成了中孔(过渡孔)和大孔增大,活性炭比表面积下降。

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