活性炭的不同制造方法及詳細活化過程

    活性炭，是黑色粉末狀或塊狀、顆粒狀、蜂窩狀的無定形碳，也有排列規(guī)整的晶體碳。活性炭中除碳元素外，還包含兩類摻和物：一類是化學結合的元素，主要是氧和氫，這些元素是由于未完全炭化而殘留在炭中，或者在活化過程中，外來的非碳元素與活性炭表面化學結合；另一類摻和物是灰分，它是活性炭的無機部分，灰分在活性碳中易造成二次污染。活性炭由于具有較強的吸附性，廣泛應用于生產(chǎn)、生活中。
    早期生產(chǎn)活性炭的原料為木材、硬果殼或獸骨，后來主要采用煤，經(jīng)干餾、活化處理后得到活性碳生產(chǎn)方法有：化學藥品活化法活性炭、強堿活化法活性炭、氣體活化法活性炭、水蒸氣活化法活性炭、物理化學法。

    制造活性炭的關鍵工藝是活化。由于所用活化劑的不同，可分為兩類方法：
    (1) 用氯化鋅或磷酸等化學品為活化劑的化學品活化法；
    (2) 用水蒸氣或二氧化碳等為活化劑的氣體活化法。
    前者稱為化學活化法，后者稱為物理活化法。其實兩類活化過程都各自民生質(zhì)的變化，都是化學變化的過程。
化學品活化法

    氣體活化法以水蒸氣、二氧化碳或兩者混合氣體為活化劑，將含碳物料和氣體在轉爐或者沸騰爐內(nèi)，在800-1000℃高溫下進行碳的氧化反應，制成細孔結構發(fā)達的活性炭。

     水蒸氣、二氧化碳和碳的反應是吸熱反應，而氧和碳的反應是很強的放熱反應，因此爐內(nèi)反應溫度難以控制，尤其要避免局部過熱，防止不均勻活化更難，故氧或空氣不宜作為活化劑。有時使用空氣和水蒸氣的混合氣體，用碳的燃燒作為熱源。多數(shù)情況下用煙道氣和水蒸氣的混合氣體，由于不可避免地會混入少量氯氣，造成水蒸氣、二氧化碳和氧氣三種氣體同時參與活化。
    值得注意：在混合氣體中少量的氧會使活性炭具有很大的孔隙。氧與碳的作用速度百倍于二氧化碳，而且因鉀鹽存在而大增，因此含鉀的原料在含氧的氣體中會劇烈反應，以致發(fā)生失控的燃燒而不是活化。
    各種少量化合物，例如堿金屬和堿土金屬的鹽類，幾乎全部氯化物、硫酸鹽、醋酸鹽和碳酸鹽，還有大多酸類和氫氧化物，在氣體活化中具有催化加速作用。工業(yè)上常用的催化劑是氫氧化鉀和碳酸鉀，用量在0.1%到5%之間。以固態(tài)催化劑和含碳物料混合，或以溶液加入，或成型低溫炭化。
     如果煙煤中加堿金屬鹽類活化，那么不單用水蒸氣活化，而要用含二氧化碳的混合氣體活化。