活性炭生产工艺

活性炭生产工艺

活性炭是一种具有非常多种用途的 材料，在各行各业中

都有广泛的应用。它的生产工艺相对比较复杂，需要专门的设

备和技术来进行。本文将以活性炭的生产工艺为主线，介绍活

性炭的制备过程以及相关的工艺特点。

活性炭的生产过程主要包括原材料预处理、炭化、活化、

筛分、洗涤、干燥和包装等环节。下面我们将逐一介绍这些环

节的工艺细节和操作要求。

一、原材料预处理

首先需要准备好木质原料，这些原料通常是木屑、锯末、

竹子、棕榈壳等。在选择原料时需要注意其不应含有过多的杂

质。对于木材型活性炭的生产，通常采用硬质红木、橡木等树

种作为原料。

为了改善原材料的炭化和活化效果，需要对原材料进行

预处理。具体来说包括以下几个方面的内容：

1. 破碎：通过机械或手工破碎原材料，使其变成适合炭

化的小块。破碎后的颗粒大小通常为5~20mm。

2. 温度处理：将原材料在加入炭化炉之前进行温度处理，

使其减少内部残留水份，提高炭化效果。温度处理温度和时间

根据原材料不同而有所差异，一般在60℃左右处理2~3小时

即可。

3. 粉碎：将炭化后的原材料进行粉碎，分为粗细两个环

节，其中粗碎的目的是拆分炭化层和负载物层，细碎则是使物

料尺寸更加均匀，提高其试验重量的可重复性。

二、炭化

在预处理完成后，原材料将被投入到炭化炉中，进行炭

化反应。这是活性炭生产中最重要的环节之一，其炭化质量和

炭化速度直接影响到后续的活化效果。炭化过程中需要注重以

下几个方面的控制：

1. 炭化温度：通常采用高温炭化法，炭化温度在

700~900℃之间。随着温度升高，炭化速度增快，但同时也可

能导致炭化层形成不充分或炭化层稳定性变差等问题，因此需

要恰当把握。

2. 炭化时间：炭化时间通常在数小时至十几小时之间，

也需要根据所用设备、原材料种类等因素进行调整。过短的时

间可能导致炭化不充分，而过长的时间则可能会导致活性物质

流失过多。

3. 炭化气氛：炭化过程中需要控制炭化气氛的组成，以

避免炭化反应的不良影响。一般来说，采用惰性气体（如氮气）

和剧毒气体（如氯）进行处理。

完成炭化后，原材料将变成黑色的炭质物质，其质量为

原材料质量的30%~40%左右。

三、活化

炭化后的原材料还需要进行活化过程，使其形成高孔隙

度、高比表面积的孔隙结构，从而提高其吸附性质。这一过程

通常采用干法或湿法活化方法，具体如下：

1. 干法活化：将炭化后的物料散布在活化炉内，通过高

温气流的作用，在600~1200℃的温度范围内进行活化反应。

其中，低温活化对孔隙的大小有显著影响，而高温活化对孔隙

的数量有显著影响。

2. 湿法活化：利用活化剂（如氢氧化钾、氢氧化钠等）

使炭质物质膨胀，形成更多的孔隙结构，并提高孔隙的分布均

匀性。 氢氧化钾和氢氧化钠活化剂都是入肺毒剂，危害性比

较大，操作时应引起注意。

对于干法活化，活化时间一般为数小时至十几小时不等，

气体流速对于活化效果也有一定影响。湿法活化则需要注意溶

液的浓度、温度和流速等控制参数。

四、筛分、洗涤

完成活化后，还需要将物料进行筛分、洗涤等处理，以

去除其中的杂质，从而保证活性炭的纯度、吸附性。具体步骤

包括以下几个方面：

1. 筛分：对活化后的物料进行筛分，以去除其中颗粒过

大或过小的不合格物料。

2. 洗涤：将筛分后的活性炭物料进行水洗，在洗涤前要

对冷、热水质量和流量进行测定，每吨原料用水也要记载在洗

涤解析单中，保证产品的洁净度和纯度。

五、干燥和包装

经过筛分和洗涤的活性炭物料还需要进行干燥处理，使

其含水率降至最低。一般可以使用烘箱或风干方法进行。这一

步骤需要特别注意烘干温度和时间的控制，避免炭质物质失去

太多孔隙结构和活性物质。

最后将活性炭进行包装和贴标，以便使用者能够准确了

解其产品质量和规格。

综上所述，活性炭的生产过程比较复杂，需要在各个环

节上进行严密控制，才能制备出优质的活性炭产品。只有不断

探索和创新，才能在各行各业中满足更多的需求，不断提升制

造业的竞争力。