¿Puedo fabricar carbón activado yo mismo? ¿Qué se debe hacer?
Debido a que el carbón activado es costoso, también se puede usar carbón vegetal.
8200 yuanes/tonelada
Fabricación de un purificador de agua sencillo
El carbón activado tiene una gran superficie específica y puede absorber impurezas en el agua. Después de filtrar el agua potable con carbón activado, se pueden eliminar las sustancias nocivas y mejorar significativamente la calidad del agua.
Esta actividad produjo un purificador de agua simple para mejorar la calidad del agua.
Herramientas y Materiales
Taladro y tijera.
Botellas de Coca-Cola de plástico, cuerdas de gasa, tapas de grifos, mangueras, gasas, tapones de goma, carbón activado, pegamento ABS, piedra medicinal, catéteres de vidrio, cinta de papel.
Proceso de actividad
1. Tome una botella de Coca-Cola de plástico, retire el asiento duro en el fondo, taladre una docena de pequeños agujeros en el fondo de la botella con un taladro al rojo vivo. y usa un tubo de vidrio en la boca de la botella. ¡Enchufa el tapón de goma y se convierte en un filtro!
2. Coge otra botella de Coca-Cola de plástico, corta la parte con el asiento duro, haz un pequeño agujero en la tapa de la botella a modo de salida de agua y haz un recipiente.
3. Aplicar cola ABS de 3 cm de ancho a 15 a 18 cm del fondo de la botella A. Aplique 4 cm de pegamento ABS en la pared interior del fondo de la botella B. Después de que el pegamento se seque ligeramente, coloque la botella A con una capa de gasa en el fondo en la botella B. Use cinta transparente para pegar firmemente la conexión entre las dos botellas y reforzarlo con una cuerda de gasa.
4. Un extremo del tubo de vidrio de la botella A está conectado a un tubo de goma y el otro extremo del tubo de goma está conectado a la carcasa de un grifo.
5. Coloque 500 g de carbón activado en la botella A, 10 g de piedra medicinal en la botella B, cubra la salida de agua con una gasa y se fabricará un simple purificador de agua.
Descripción y Ampliación
1. La piedra medicinal puede estar mineralizada o no.
2. Si necesita detectar si el carbón activado ha fallado, puede dejar caer unas gotas del agente de detección rápida del purificador de agua HA-1 en el agua purificada. Los reactivos de la prueba son compuestos de amina. Si el agua se vuelve de color amarillo claro después de gotear, el carbón activado ha caducado y debe reemplazarse.
Carbón activado Carbón activado
Es un polvo negro, carbón amorfo granulado o en forma de pellet, el componente principal es el carbono, y además contiene una pequeña cantidad de oxígeno, hidrógeno, azufre. , nitrógeno y cloro. También tiene una estructura fina similar al grafito, pero los granos son muy pequeños y están apilados irregularmente entre capas. Tiene una gran superficie específica (500 ~ 1000 m2/g) y un fuerte rendimiento de adsorción, y puede adsorber gas, líquido o sólido coloidal en su superficie. Para gases y líquidos, la masa del material adsorbido puede ser cercana a la masa del propio carbón activado. Su adsorción es selectiva y las sustancias no polares son más fáciles de adsorber que las sustancias polares. En una misma serie de sustancias, cuanto mayor sea el punto de ebullición, más fácil será su adsorción. A mayor presión, menor temperatura, mayor concentración y mayor capacidad de adsorción. Por el contrario, la descompresión y el calentamiento facilitan la desorción del gas. Se usa comúnmente en adsorción, separación y purificación de gases, recuperación de solventes, agente decolorante para azúcar líquido, grasas, glicerina y medicamentos, desodorante para agua potable y refrigeradores, agente filtrante en máscaras de gas, catalizador o portador de catalizador de sal metálica. Al principio, las materias primas para la producción de carbón activado eran madera, cáscaras duras de frutas o huesos de animales, y más tarde se utilizó principalmente carbón. Después de la activación por carbonización, el método de producción de carbón activado es el siguiente: ① Activación con vapor de agua y gas. El carbón se activa con vapor o dióxido de carbono a 850 ~ 900°C. ②Método de activación química. El carbón activado se puede obtener utilizando el gas liberado por el activador o impregnando la materia prima con el activador y sometiéndola a un tratamiento a alta temperatura.
El carbón activado tiene una estructura microcristalina, y la disposición de los cristalitos es completamente irregular. Hay microporos (radio inferior a 20 [angstrom] = 10-10 metros), poros de transición (radio 20-1000) y macroporos (radio 1000-100000) en el cristal. Esto determina que el carbón activado tenga buenas propiedades de adsorción y pueda adsorber iones metálicos, gases nocivos, contaminantes orgánicos, pigmentos, etc. en aguas residuales y gases de escape. La aplicación industrial del carbón activado también requiere una alta resistencia mecánica y una buena resistencia al desgaste. Su estructura es estable, la energía requerida para la adsorción es pequeña y favorece la regeneración. El carbón activado se utiliza para la decoloración y desodorización de aceites, bebidas, alimentos y agua potable, separación de gases, recuperación de disolventes y aire acondicionado, como portador de catalizadores y como adsorbente para máscaras antigás.
Características físicas:
El carbón activado es un material carbonizado poroso con una estructura de poros extremadamente rica y buenas características de adsorción. Su adsorción se forma por fuerzas de adsorción físicas y químicas, y su apariencia es negra. Además del carbono principal, también contiene pequeñas cantidades de hidrógeno, nitrógeno y oxígeno, y la estructura parece un hexágono. Debido a su estructura hexagonal irregular, se caracteriza por tener múltiples cuerpos y una gran superficie. La superficie específica de cada gramo de carbón activado equivale a 1.000 metros cuadrados.
Material de carbón activado:
El carbón activado está formado principalmente por sustancias con alto contenido en carbono, como madera, carbón, conchas, huesos, residuos de petróleo, etc. La cáscara de coco es la materia prima más utilizada. En las mismas condiciones, la cáscara de coco tiene la mejor calidad activa y otras propiedades especiales porque tiene la mayor superficie específica.
Coste del carbón activado:
Si el coste del carbón activado se calcula en términos de materias primas, la cáscara de coco es la más cara, seguida de la madera y el carbón. Sin embargo, existen muchos niveles de procesamiento profundo del carbón activado, y diferentes procesamientos profundos del mismo producto también causarán enormes diferencias en los costos. Los clientes deben elegir principalmente los productos de carbón activado correspondientes en función de sus aplicaciones reales.
Proceso de producción:
Según el método de producción, el carbón activado se puede producir mediante el método físico de vapor y el método químico. Aquí nos centramos en la producción física de vapor. En términos generales, la producción se divide en dos procesos. El primer paso es la carbonización.
Las materias primas se secan a una temperatura de 170 ~ 600ºC y el 80% del tejido orgánico se carboniza en la misma cantidad. El segundo paso es la activación. El material carbonizado en el primer paso se envía al reactor para reaccionar con el activador y el vapor de agua para completar el proceso de activación y elaborar el producto terminado. Durante el proceso de reacción endotérmica, se produce principalmente el gas combinado de CO y H2, que se utiliza para calentar el material carbonizado a una temperatura adecuada (800-1000 grados) y eliminar todas sus sustancias descomponibles, lo que da como resultado una rica estructura de poros y una Gran superficie específica. El carbón activado tiene un fuerte poder de adsorción. Los tamaños de poros del carbón activado producido a partir de diferentes materias primas son diferentes. Entre ellos, el tamaño de los poros del carbón activado elaborado con cáscara de coco es el más pequeño, el tamaño de los poros del carbón activado a base de madera es generalmente mayor y el tamaño de los poros del carbón. El carbón activado a base de carbono se encuentra entre los dos. Los tamaños de poro del carbón activado generalmente se dividen en tres categorías: Macroporos: 1000-1000-1000000 A Poros de transición: 20-1000 A Microporos: 20 A De acuerdo con las características anteriores, se puede ver que el carbón activado correspondiente debe seleccionarse para diferentes Objetos de adsorción para lograr la mejor relación calidad-precio. Por lo tanto, en general, se deben seleccionar más tamaños de poro de transición y tamaños de poro promedio más grandes en la adsorción en fase líquida.
Regeneración de carbón activado
Una vez agotada la capacidad de adsorción del carbón activado granular, el método comúnmente utilizado es calentar el carbón residual se tuesta en un horno de regeneración a aproximadamente 850 °C. Cada regeneración de carbón activado granular pierde aproximadamente entre un 5 y un 10%, la capacidad de adsorción disminuye gradualmente. La eficiencia de la regeneración tiene un gran impacto en el costo operativo de los filtros de carbón activado (es decir, los costos de tratamiento del agua).
Aplicación del carbón activado:
De acuerdo con las características de adsorción del carbón activado, el carbón activado se utiliza principalmente para eliminar contaminantes del agua, decolorar, filtrar y purificar líquidos y gases. También se utiliza para la purificación del aire, la recuperación de gases residuales (como la recuperación del gas "benceno" en la industria química) y la recuperación y refinación de metales preciosos (como la absorción de oro). Con el desarrollo de la ciencia, el carbón activado se ha utilizado cada vez más. Dado que el país concede gran importancia al entorno ecológico, el carbón activado también ha desempeñado un papel cada vez más importante.
Medicamento
También conocido como carbón activado y carbón medicinal, es adecuado para diarreas, flatulencias, intoxicaciones alimentarias, etc. Posología y forma de uso: Administración oral: 65438 + 0,5 a 4 g cada vez, 2 a 3 veces al día, antes de las comidas. También puedes tomar sulfato de magnesio para expulsar sustancias tóxicas después de tomar este producto. Nota: Puede adsorber vitaminas, antibióticos, sulfonamidas, alcaloides, lactobacilos, hormonas, etc. , también afectará la actividad de la proteasa y la tripsina y no es adecuado para combinar. Especificaciones: 0,15 g, 0,3 g, 0,5 g por pieza.
Tecnología patentada para la producción de carbón activado
1. Carbón activado portador de carbón de 2,4 mm y su uso
2. Método de preparación de carbón activado especial para metales del grupo del platino. portador de catalizador
3. Preparación y proceso de pirólisis de carbón activado de hierbas y cultivos.
4. Carbón activado esterilizante de amplio espectro y larga duración
5. Desulfurador de azufre orgánico de carbón activado modificado a temperatura ambiente y su método de preparación
6. Carbón activado granular bajo en cenizas y alto valor de adsorción y su método de fabricación
7. Preparación de carbón activado de superficie específica ultra alta
8. carbonizador.
9. Carbón activado especial para eliminar amargor y olor en el vino.
10. Método de preparación de carbón activado a partir de residuos municipales
11. Método de preparación de carbón activado mesoporoso macroporoso de altas prestaciones
12. produce ácido ácido de sodio y carbón activado
13. Tecnología y dispositivo de regeneración de carbón activado en polvo
14 Varilla de carbón activado portador compuesto y su método de preparación
15. Un método de preparación rico en medios de carbón activado esférico a base de brea porosa
16, Método de preparación de carbón activado de alta superficie específica
17, Carbón activado de alta superficie específica y sus. método de preparación
18, Tecnología de fabricación de carbón activado de alto peso
19. Carbón activado de alta resistencia al desgaste y su método de preparación
20. Carbón activado granular de alto rendimiento de decoloración
21. Método de preparación de carbón activado de alto rendimiento de adsorción
22. Un método para producir carbón activado de alto rendimiento a partir de conchas de piedra.
23. Método de preparación de carbón activado granular de negro de humo, subproducto de la síntesis de amoniaco
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24. Método de catálisis química para producir carbón activado de alta calidad.
25. Método químico para producir tecnología de carbón activado granular amorfo leñoso
26. Método químico para producir tecnología de carbonización líquida de carbón activado.
27. El carbón activado se produce pesando el método del cloruro de zinc.
28. Método y equipo de regeneración con carbón activado. El carbón activado se utiliza en el proceso de tratamiento de aguas residuales con nitrobenceno.
29. Método y equipo de activación con carbón activado
30. Método de regeneración con carbón activado
31. . Método de fabricación del carbón activado
33. Método de producción del carbón activado 2
34. método de fabricación
36. Desulfurador de carbón activado y su preparación
37. Tecnología de regeneración por descarga forzada de carbón activado y su dispositivo
38. comercialización de carbón
39. Método de producción de carbón activado
40. Activador compuesto para la producción de carbón activado
41. 42. Equipo y método de fabricación de carbón activado
43. Un método para preparar carbón activado a base de varillas de sisal
44. gases de combustión.
45. Carbón altamente activado preparado mediante caustificación y cocción de cenizas de cáscara de arroz y su método de preparación
46. Método de producción de carbón activado mediante separación y clasificación de basura.
>47. Método de basura para preparar carbón activado de alta superficie utilizando un horno de activación acoplado a un incinerador.
48. Método de producción de carbón activado a partir de polvo de carbón regenerado por pirólisis de neumáticos de desecho
49. Uso de negro de carbón como subproducto para producir carbón activado de desulfuración y desnitrificación.
50. Utiliza paja y aserrín para fabricar carbón activado para vehículos.
51. Un método para producir carbón activado a partir de granos de destilería.
52. Un método para preparar carbón activado a partir de negro de carbón.
53. carbón a partir de nuevos materiales carbonosos Método de carbón activado
54. Un método de preparación de carbón activado esférico a base de brea
55. Método de preparación de una columna de carbón activado por fundición continua en caliente
56. Carbón activado farmacéutico de cereales
57. Métodos y equipos para la producción de carbón activado por el método del ácido fosfórico.
58. Carbón activado portador de lecho fluidizado y su método de fabricación
59. Tecnología de fabricación de carbón activado portador de carbón
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61. Método de regeneración de carbón activado en polvo para la producción enzimática de azúcar de almidón
62. Preparación de carbón activado a partir de lignito
63. Dispositivo de regeneración de carbón activado y método de regeneración
64. Dispositivo de regeneración de carbón activado por calentamiento indirecto y método de regeneración 2
65. Método de carbón activado granular de quema mixta en horno de ladrillos.
66. Método de producción de carbón activado columnar de recubrimiento de carbón débil.
67. Carbón activado a base de brea de petróleo y su método de preparación
68. Un método de preparación de carbón activado de alto rendimiento a partir de arroz comestible.
69. producción por horno de carbonización Método de carbón activado
70. Método de preparación de carbón activado esférico a base de brea mediante la adición de sales inorgánicas metálicas
71 Desulfurador fino de carbón activado para eliminar mercaptanos y sulfuros y. su método de preparación
72. Método de preparación del carbón activado de desulfuración
73. Método de producción de carbón activado de desulfuración y desnitrificación
74. Carbón activado en polvo.
75. El método de irradiación por microondas se utiliza para producir carbón activado a partir de residuos sólidos del tallo del tabaco.
76. Método de regeneración por microondas de carbón activado orgánico volátil apolar.
77. Carbón activado microesférico y su método de preparación
78. Carbón activado granular de cáscara de semilla de sebo chino y su método de preparación
79. método de procesamiento
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80. Carbón activado con piedra de cinco ojos
81. Un método de preparación de carbón activado para adsorber y almacenar metano.
82 Método de regeneración biológica con carbón activado con gas disuelto a presión
83. Un carbón activado moldeado y su método de fabricación.
84. Un método para preparar carbón activado a base de carbón con bajo contenido de cenizas solubles en ácido y valor de hierro soluble en ácido.
85. Un método para preparar carbón activado esférico a base de resina fenólica.
86. Un carbón activado de alta superficie específica.
87. Un desulfurador seco impregnado de carbón activado con alto contenido de azufre.
88. Un método para preparar carbón activado de alta densidad y alta superficie específica.
89. Un método para preparar carbón activado esférico a base de resina de alta resistencia
90. Un método para la producción industrial de carbón activado
91, una producción. del Proceso de carbón activado
92. Un método de modificación de la superficie de la fibra de carbón activado.
93. Método de regeneración de la fibra de carbón activado.
94. Un método para preparar fibra de carbón activado con alta tasa de desulfuración.
95. Un método para controlar la distribución del tamaño de poro de la fibra de carbón activado fenólico.
96. Un método para controlar la estructura de poros del carbón activado.
97. Un método para producir carbón activado a partir de residuos de negro de carbón blanco.
98. Un método de fabricación de carbón activado mesoporoso a base de carbón.
99. Un método de fabricación de carbón activado para la recuperación de disolventes de partículas de madera.
100. Un método para preparar carbón activado esférico.
101. Un método para preparar carbón activado esférico a base de resina.
102. Carbón mediante la adición de un agente formador de poros. Método de carbón activado esférico.
103 Carbón activado impregnado sin cromo y su método de preparación
104 Método de preparación de carbón activado a partir de residuos de oxidación del ácido tereftálico
105, sin antracita. Carbón activado granular conformado y método de fabricación del mismo.
106. Un método de preparación de carbón activado para almacenar metano.
107. Un método de producción de carbón activado a partir de cenizas de caldera.
108. Método de carbón activado
109, Método de preparación de carbón activado cargado con plata
110, Un método para preparar carbón activado
111, Un método para preparar carbón activado 2
112, Método de preparación de carbón activado esférico mesoporoso a base de resina fenólica
113, Método de preparación de carbón activado esférico mesoporoso a base de brea
114, A proceso de producción de carbón activado de bambú
115. Proceso de elaboración de bebidas, aceite y carbón activado a partir de núcleos de espino.
116. Método para producir vidrio soluble y subproducto de carbón activado a partir de carbón de ceniza de cáscara de arroz
117. Método para producir carbón activado a partir de cáscara de neem.
118. .Preparación de carbón activado a partir de coque de petróleo
119. Método de preparación de carbón activado a partir de residuos secos de ácido cítrico de fermentación de patata.
120, Método de producción de carbón activado a partir de lodo de carbón y agua
121, Uso de aditivos para producir carbón activado
122, Método de producción de carbón activado a partir de coco residuo
123. Método de preparación de carbón activado de superficie específica ultra alta a partir de asfalto
124 Preparación de adsorbente compuesto de carbón activado con gel de sílice a partir de ganga de carbón.
>125. Método de preparación de carbón activado granular a partir de carbón
126. Método de preparación de carbón activado de alta superficie específica a partir de coque de petróleo
127, Método de preparación de carbón activado a partir de materias primas de bambú.
128, Utilización de residuos de furfural de mazorca de maíz para producir gránulos de carbón activado
129, Método de tratamiento integral de carbón activado procedente de aguas residuales de la fabricación de papel
130, Método de preparación de viscosa Carbón activado con fibra
131. Carbón activado elaborado directamente a partir de carbón Honeycomb.
132, Método de producción de carbón activado en horno vertical.
133, Método de preparación de carbón activado.
134, Nuevo proceso de preparación de sílice amorfa y carbón activado
135, Método de preparación del carbón activado utilizado para fabricar electrodos de supercondensadores
136, Método de preparación del carbón activado carbón con mesoporos desarrollados
137, Mesoporos y microporos Carbón activado granular a base de carbón con poros bien desarrollados y su método de producción
3 atributos: adsorción
Adsorción El rendimiento es el principal rendimiento del carbón activado. El carbón activado tiene microcristales similares a las partículas de grafito, pero dispuestos de forma irregular. Durante el proceso de activación, se crean poros de diferentes formas y tamaños entre los cristalitos. Suponiendo que los poros del carbón activado son cilíndricos, el radio de los poros se puede dividir en dos categorías según un método determinado:
(1) Según la IUPAC:
Microporos
Mesoporos 1-25 nanómetros
Macropores> 25 nanómetros.
(2) Según hábitos:
Microporos
Mesoporos Poros 150-20.000 nanómetros
Macropores> 20.000 nanómetros.
Porque estos poros, especialmente los microporos, proporcionan una enorme superficie.
Generalmente, el volumen de poros de los microporos es de solo 0,25-0,9 ml/g, el número de poros es de aproximadamente 1.020 poros/g y el área de superficie de todos los microporos es de aproximadamente 500-1.500 m2/ g, que generalmente se mide mediante el método BET, también se dice que llega a 3500-5000 m2/g. Casi más del 95% de la superficie del carbón activado está en microporos, por lo que, a excepción de algunas macromoléculas, Los microporos son un factor importante para determinar el rendimiento de adsorción del carbón activado. El volumen de poros de los mesoporos es generalmente de alrededor de 0,02-1,0 ml/g, y el área de superficie máxima puede alcanzar varios cientos de metros cuadrados, que generalmente es sólo alrededor del 5% del total de huevos de gusanos de seda de carbón activado. Su función puede absorber vapor, proporcionar un canal para que el adsorbato entre en los microporos y adsorber directamente moléculas más grandes.
El volumen de poros de los macroporos es generalmente de aproximadamente 0,2 a 0,5 ml/g, y el área de superficie es de solo aproximadamente 0,5 a 2 m2/g. Su función es penetrar rápidamente las moléculas de adsorbato en los poros más pequeños. el carbón activado, en segundo lugar, cuando se utiliza como portador de catalizador, a menudo precipita una pequeña cantidad de catalizador en los microporos, principalmente en los macroporos y mesoporos.
La superficie del carbón activado debe incluir la superficie interna y la superficie externa. De hecho, el rendimiento de la adsorción proviene principalmente de la enorme superficie interna. No se debe creer erróneamente que la molienda de carbón activado aumentará significativamente la superficie y, por lo tanto, mejorará la fuerza de adsorción.
Muchos adsorbentes son de adsorción física reversible, es decir, el adsorbato es un fluido que es adsorbido por carbón activado a una determinada temperatura y presión, se desorbe a alta temperatura y baja presión, y la superficie interna del activado El carbono vuelve a su estado original. Se trata de una adsorción física ampliamente utilizada, también conocida académicamente como adsorción de Van der Waals.
Propiedades químicas
La adsorción del carbón activado incluye la adsorción física y la adsorción química. La adsorción de carbón activado depende de la estructura de los poros y la composición química.
El carbón activado no sólo contiene carbono, sino que también contiene pequeñas cantidades de oxígeno e hidrógeno, que se combinan químicamente y forman grupos funcionales, como grupos carbonilo, grupos carboxilo, fenoles, lactonas, quinonas y éteres.
Algunos de los óxidos y complejos contenidos en estas superficies son derivados derivados de materias primas y algunos se generan por la acción del aire o del vapor de agua durante o después de la activación. A veces se producen sulfuros y cloruros superficiales. Durante el proceso de activación, los minerales contenidos en las materias primas se concentran en carbón activado y se convierten en cenizas. Los componentes principales de las cenizas son sales de metales alcalinos y alcalinotérreos, como carbonatos y fosfatos.
Estos contenidos de cenizas se pueden reducir mediante lavado o decapado.
Los componentes inorgánicos del carbón activado se pueden ver en el análisis de los cuatro productos de carbón en polvo en la Tabla 3-1. (Tabla omitida)
Catálisis
El carbón activado va acompañado de catálisis en muchos procesos de adsorción, mostrando actividad catalítica. Por ejemplo, el dióxido de azufre adsorbido por el carbón activado se convierte en trióxido de azufre mediante oxidación catalítica.
Debido a la presencia de compuestos o complejos de oxígeno específicos en la superficie, el carbón activado tiene actividad catalítica para muchas reacciones, como la producción de fosgeno a partir de cloro y monóxido de carbono.
Debido a la formación de un complejo entre el carbón activado y el portador, este catalizador complejo mejora enormemente la actividad catalítica. Por ejemplo, el carbón activado soporta sal de paladio, incluso sin un catalizador de sal de cobre, puede catalizar la oxidación de olefinas con alta velocidad y fuerte selectividad.
El carbón activado se puede utilizar como portador de catalizador debido a su estructura de poros desarrollada, su enorme superficie interna y su buena resistencia al calor, a los ácidos y a los álcalis. Por ejemplo, en las reacciones de hidrogenación, deshidrociclización e isomerización en química orgánica, el carbón activado es un excelente soporte para los catalizadores de platino y paladio.
Propiedades mecánicas
Descargue varios artículos para demostrar las propiedades mecánicas del carbón activado, que son valoradas por los usuarios de carbón activado, especialmente un gran número de usuarios industriales.
(1) Tamaño de partícula: utilizando un conjunto estándar de métodos de cribado con tamiz, calcule el peso del carbón activado que queda en cada tamiz y que pasa a través de él, indicando la distribución del tamaño de partícula.
(2) Densidad estática o densidad aparente: el peso del carbón activado por unidad de volumen de poros de la dieta y volumen de huecos entre partículas.
(3) Densidad de volumen y densidad de partículas: el peso de la unidad de volumen de carbón activado que devora el volumen de los poros pero no el volumen del espacio entre las partículas.
(4) Fuerza: la resistencia al aplastamiento del carbón activado.
(5) Resistencia al desgaste: es decir, resistencia al desgaste o resistencia a la abrasión.
Estas propiedades mecánicas afectan directamente la aplicación, tales como: la densidad afecta el tamaño del recipiente; el espesor del polvo de carbón afecta la filtración; la distribución del tamaño de las partículas del carbón granular afecta la resistencia del fluido y la caída de presión; ; la fragmentación afecta la vida útil del carbón residual y la regeneración.
4 Industria manufacturera
4.1 Materias primas
Casi todos los materiales carbonosos pueden utilizarse para gravar el carbón activado, como madera, aserrín, turba, paja, etc. Los materiales celulósicos normalmente sólo se activan químicamente. Hay pruebas de fricción hechas con paja de arroz y tallos de maíz, y carbón activado hecho con heces de frijol activadas con carbonato de potasio.
Aunque las materias primas generalmente se carbonizan primero con el método de activación con gas, se informa que las empresas extranjeras utilizan turba para la activación directa con gas en lugar de la carbonización por fricción.
Las materias primas adecuadas para el método de activación por gas son el carbón vegetal, el carbón vegetal de cáscara de nuez, el lignito o el coque de turba.
4.2 Activación
El proceso clave en la fabricación de carbón activado es la activación. Debido a los diferentes activadores utilizados, se puede dividir en dos métodos:
(1) Método de activación química utilizando sustancias químicas como cloruro de zinc o ácido fosfórico como activadores;
(2 ) Método de activación con gas utilizando vapor o dióxido de carbono como activador.
El primero se denomina método de activación química y el segundo, método de activación física. De hecho, los dos procesos de activación son cambios en los medios de vida de las personas y cambios químicos.
Método de activación química
(1) Método de activación con cloruro de zinc
Se utiliza cloruro de zinc químico como activador.
Mezclar 0,4-0,5 partes de concentrado de cloruro de zinc y 1 parte de turba o aserrín, secar en un convertidor, calentar a 600-700°C, lavar el producto terminado con ácido y agua y recuperar el zinc. sal. A veces, a la activación química le sigue la activación del vapor de agua para aumentar los poros capilares mientras China mantiene nuestra amistad.
El carbón activado con cloruro de zinc tiene muchas ventajas. Aunque se trata de un método eficaz y sencillo, poco a poco está decayendo debido a la contaminación ambiental provocada por los compuestos de zinc.
(2) Método de activación con ácido fosfórico
El ácido fosfórico químico se utiliza como activador.
Como materia prima se utilizan materiales carbonosos carbonizados o no carbonizados. Por ejemplo, se mezclan astillas finas de madera y ácido fosfórico en una suspensión, se secan en un convertidor y se calientan a 400-600°C. El ácido fosfórico se recupera mediante extracción, a veces después de la neutralización. El carbón activado obtenido por secado suele tener poros más finos que el carbón activado obtenido por el método del cloruro de zinc.
También se puede utilizar un método de activación combinado de ácido fosfórico y vapor. En los últimos años, los métodos de activación del ácido fosfórico han tendido a utilizarse ampliamente y innovaciones como la recuperación del ácido fosfórico aún no se han hecho públicas.
(3) Método de activación con hidróxido de potasio
Se utiliza hidróxido de potasio químico como activador.
Las materias primas carbonosas se tratan con hidróxido de potasio anhidro fundido y la reacción violenta produce una porosidad muy alta, con una superficie específica de hasta 3000 m2/g.
(4) Otros Método de activación de sustancias químicas
Ácido sulfúrico, sulfuro de potasio, cloruro de aluminio, cloruro de amonio, borato, ácido bórico, cloruro de calcio, hidróxido de calcio, cloro gaseoso, cloruro de hidrógeno, sal de hierro, sal de níquel, ácido nítrico, Para la activación se pueden utilizar nitrógeno, trióxido de fósforo, potasio metálico, permanganato de potasio, sodio metálico, óxido de sodio y dióxido de azufre.
4.2.2 Método de activación con gas
Usando vapor de agua, dióxido de carbono o sus gases mezclados como activadores, oxidando el carbón en un convertidor o en un horno de ebullición a una temperatura alta de 800-1000 ° Sustancias C y gases para preparar carbón activado con estructura porosa desarrollada.
La reacción del vapor, el dióxido de carbono y el carbono es endotérmica, mientras que la reacción del oxígeno y el carbono es muy exotérmica, por lo que es difícil controlar la temperatura de reacción en el horno, especialmente para evitar sobrecalentamientos locales e insuficientes. Activación uniforme, por lo que ni el oxígeno ni el aire son adecuados como activadores. En ocasiones se utiliza una mezcla de aire y vapor de agua, utilizando como fuente de calor la combustión del carbono. En la mayoría de los casos, inevitablemente se mezcla una pequeña cantidad de cloro con la mezcla de gases de combustión y vapor, lo que provoca que el vapor, el dióxido de carbono y el oxígeno se activen al mismo tiempo.
Cabe señalar que una pequeña cantidad de oxígeno en el gas mezclado provocará poros más grandes en el carbón activado. La velocidad de reacción del oxígeno y el carbono es cien veces más rápida que la del dióxido de carbono y aumenta enormemente con la presencia de sales de potasio. Por lo tanto, las materias primas que contienen potasio reaccionarán violentamente en gases que contienen oxígeno, lo que provocará una combustión fuera de control en lugar de una activación.
Unos pocos compuestos, como las sales de metales alcalinos y las sales de metales alcalinotérreos, casi todos los cloruros, sulfatos, acetatos y carbonatos, así como la mayoría de los ácidos e hidróxidos, tienen propiedades de activación de gases y aceleración catalítica. Los catalizadores más utilizados en la industria son el hidróxido de potasio y el carbonato de potasio, con dosis entre 0,1% y 5%. Los catalizadores sólidos y los materiales carbonosos se mezclan, se añaden a la solución o se les da forma y se carbonizan a bajas temperaturas.
Si el carbón bituminoso se activa añadiendo sales de metales alcalinos, se debe activar no sólo con vapor, sino también con una mezcla de gases que contenga dióxido de carbono.
4.3 Horno de activación: Existen muchos tipos de hornos de activación. Los tipos de hornos utilizados en las plantas extranjeras de producción de carbón activado incluyen principalmente hornos de cuba, convertidores y hornos de lecho fluidizado.
(1) Horno de cuba: Originalmente compuesto por varias cámaras de combustión verticales simples, las paredes del horno se construyeron con ladrillos refractarios. Posteriormente se mejoró el mezclado y se gestionó la dirección, velocidad y temperatura del flujo de aire en el horno. El horno también se puede utilizar para regenerar y recuperar carbono.
(2) Convertidor: Es el horno de activación horizontal más común.
(3) Horno de lecho fluidizado: También conocido como horno de lecho fluidizado, es un estado suspendido en el que las partículas sólidas se complementan con el soplado de fluido. La tasa de transferencia de calor y masa entre gas y sólido es rápida, pero el desgaste de las partículas es grande. En el pasado, el carbón en polvo se producía a menudo mediante métodos discontinuos, pero ahora se ha convertido en una producción continua y se puede convertir en carbón granular molido.
En la actualidad, los principales hornos de activación comúnmente utilizados en China son:
(1) Horno deslizante: también llamado horno de silla, porque los ladrillos refractarios en la zona de activación tienen forma de silla de montar. Se utilizó por primera vez en Patentado en Francia y se introdujo en China desde la antigua Unión Soviética en la década de 1950. Después de una serie de mejoras, se ha convertido en el tipo de horno para producir carbón activado granular más importante en mi país.
Gas de activación: vapor de agua.
Principales ventajas: producción continua, gran rendimiento, alta calidad, temperatura del vapor sobrecalentado alta y estable, sin necesidad de calentamiento externo.
Principales problemas: altos requerimientos de materias primas, alto costo, altos requisitos técnicos y altos costos de mantenimiento.
(2) Horno de cocción:
Gas de activación: gas de combustión de alta temperatura producido al quemar carbón.
Principales ventajas: Sencilla inversión.
Principales problemas: alto consumo de combustible, activación desigual, alta intensidad de mano de obra y gran cantidad de polvo.
(3) Horno de tierra rastrillo:
Gas de activación: vapor de agua (aire)
Principales ventajas: El tipo de horno es el más sencillo.
Principales problemas: baja producción, mala calidad, estilo de taller primitivo y contaminación ambiental.
(4) Horno multitubular:
Gas de activación: vapor de agua
Principales ventajas: no necesita combustible, estable, fácil de controlar, gran rendimiento .
Principales problemas: activación desigual, baja calidad del carbón, baja temperatura del vapor sobrecalentado, tuberías refractarias que se dañan fácilmente y gran inversión.
(5) Horno rotatorio:
Gases activados: gases de combustión, vapor de agua.
Principales ventajas: funcionamiento continuo, activación uniforme, apto para la producción de carbón activado en fase gaseosa.
Principales problemas: Equipos grandes, baja eficiencia térmica, alto consumo de combustible y baja calidad de los productos terminados.
(6) Horno de ebullición
Gases de activación: aire, vapor de agua.
Principales ventajas: buen contacto gas-sólido, activación uniforme, pequeña huella de mecanización.
Problema principal: producción intermitente, fácil escorificación que afecta al funcionamiento normal y al consumo de combustible.
(7) Horno de rastrillo multicapa
Gases de activación: gases de combustión, vapor de agua.
Principales ventajas: Equipos importados de gran tamaño, alta intensidad de activación y gran rendimiento. Adaptable a una variedad de productos.
Principales problemas: gran inversión, altos requisitos técnicos y elevados costes operativos.
Además, existen hornos de ebullición multitubulares, hornos de ebullición de rebose, hornos de activación por chorro giratorio, hornos de activación de horno de túnel, hornos de activación de placa inclinada, etc.
4.4 Postratamiento
Eliminación de impurezas: El carbón activado con cloruro de zinc, ácido fosfórico, carbonato de potasio y otros catalizadores agregados durante la activación generalmente se decapa o se lava para reducir el contenido de varios compuestos. .
El carbón activado bajo en cenizas se puede lavar con agua, ácido clorhídrico o ácido nítrico para eliminar algunas impurezas. El carbón activado utilizado para productos químicos finos, productos farmacéuticos, catalizadores y soportes de catalizadores requiere un lavado especial y adecuado.
Impregnación: La impregnación de carbón activado es un postprocesamiento para un fin específico.
(1) Impregnar el carbón activado con sal de cobre y sal de cromo para proteger los gases tóxicos.
(2) El carbón activado utilizado para la desnitrificación está impregnado con sal de zinc.
(3) Trate el carbón activado utilizado para eliminar el sulfuro de hidrógeno de los gases que contienen oxígeno y el vapor de mercurio de los gases de escape con compuestos de yodo.
(4) El carbón activado utilizado para extraer yoduro de metilo radiactivo y otros gases de dispositivos nucleares también se trata con compuestos de yodo.
(5) El carbón activado utilizado para oxidar el sulfuro de hidrógeno y el formaldehído en sustancias no tóxicas está impregnado con dióxido de manganeso. A altas temperaturas, el formaldehído no se oxida a ácido fórmico, sino que genera directamente dióxido de carbono.
(6) El carbón activado utilizado para eliminar compuestos divalentes de mezclas de gases con bajo contenido de oxígeno se impregna con sales de hierro y luego se calienta y se convierte en óxidos de hierro trivalentes.
(7) El carbón activado utilizado para eliminar el vapor de mercurio del gas natural, hidrógeno y otros gases se trata con azufre elemental.
(8) El carbón activado utilizado para la depuración del agua potable está impregnado de sales de plata.
(9) El carbón activado utilizado como catalizador para diversos fines está impregnado de compuestos de metales preciosos. Por ejemplo, el carbón activado recubierto con paladio es un catalizador de hidrogenación típico.
(10) El carbón activado utilizado para oxidar mercaptanos en aceite mineral está impregnado con ftalocianina de cobalto.