1. 1　化学法粉状木质活性炭

1. 1. 1　原理
化学法活性炭的成熟工艺为氯化锌法, 国内活性炭生产厂大多采用该法, 其活化原理为: 氯化锌在炭化活化中有脱水作
用, 使用机木质原料中的氢、氧元素以水的形式逸出, 如此可降低炭化活化温度, 改变热解路线, 另外氯化锌溶液对木质原料
有溶解、侵蚀作用, 故可顺利渗透到原料内部, 到达木质原料中纤维形成的细孔中, 以实现活化, 活化过程中氯化锌多数
留在炭中起骨架作用, 而形成的炭则沉积在骨架上, 当后用水洗掉氯化锌后, 则炭形成多孔, 从而具有吸附、脱色作用。
1. 1. 2　工艺过程
捏合: 首先将工业品氯化锌配成45- 50 波美度的水溶液, 其pH 值为4. 5- 6. 5 (指一滴氯化锌溶液溶于25m l 蒸馏水中所
测值) , 然后与烘干的木屑以1∶3- 4 的固液比投入捏合机中, 使充分捏合均匀, 捏合时间不小于15 分钟, 以保证氯化锌溶液
充分进入纤维内部。若采用其它混合方式, 如简单人工搅拌或静止浸泡, 则所需混合时间应延长。
炭化活化: 连续生产中采用内热式回转炉为炭化活化的主体设备, 其热载体为高温烟道气。传热方式为: 高温烟道气与物
料呈逆流直接接触传热。物料流动方向为: 从回转炉的高端连续加入捏合均匀的物料, 靠回转炉的转动与斜度使物料慢慢地
由高向低移动。由于物料在炉内不断翻转移动, 从而保证物料炭化活化均匀, 产品质量稳定。炭化活化时应严格控制反应温
度, 虽提高温度对反应有利, 但氯化锌的损失量增加(例500℃氯化锌的蒸气压为10mmHg, 610℃为100mmHg, 732℃为
760mmHg) , 所以在保证活性炭质量的前提下应尽力降低炭化活化温度。该工段工艺条件控制在: 温度为450- 550℃, 时间40
分钟, 回转炉转速为2- 3 转ö分。
回收: 从回转炉中卸出的物料中除含有炭及氯化锌外, 还含有因高温和水蒸气存在下反应生成的氧化锌和氢氧化锌, 故
需将其进行处理, 目的有两个, 一个是使氧化锌和氢氧化锌反应变为可作为活化剂的氯化锌, 二是大限度的回收氯化锌, 以
循环使用降低成本。所包含的反应为:
Zn (OH) 2+ 2HCl= ZnCl2+ 2H2O
ZnO + 2HCl= ZnCl2+ H2O
采用多级逆流回收洗涤方法, 当洗液中氯化锌浓度高达40 波美度时, 返回到捏合工段循环使用。
净化除杂: 因生产中采用的设备大多为铁器设备, 导致产品中铁含量超标, 故需除铁。其过程为: 将回收工段送来的物料
加入除铁池(非铁设备) , 再加入自来水使其刚好浸没物料, 然后加入占物料量4. 5%的工业盐酸, 在95℃左右间歇搅拌反应2
小时以上, 后反复漂洗、过滤, 至洗液达中性为止。
脱水: 洗至中性的物料先采用三足离心机或板框压滤机脱除其中大部分水份。然后在转筒干燥机中干燥至水份小于10%
后送去粉碎包装。
粉碎包装: 国内生产厂大多采用球磨机进行粉碎, 其产品细度应据用户要求进行调整。粒度越小脱色效果越好, 但粒度过
小影响过滤速度, 一般控制在粒径≥120 目为佳。
1. 1. 3　该法优缺点
优点: 该法制备的活性炭孔隙率大, 且可通过调整活化剂的浓度生产不同孔径的活怀炭, 另外用氯化锌作活化剂, 炭化活
性温度低、易操作、能耗小, 同时氯化锌可回收循环使用。
缺点: 因在炭化活化时有部分氯化锌进入大气, 另外回收工段使用挥发性盐酸, 两者对大气均有一定程度污染。