第一篇：活性炭吸附實驗報告

實驗 3 3

活性炭吸附實驗 報告

一、

研究背景 ：

1.1、、吸附法 吸附法處理廢水是利用多孔性固體（吸附劑）的表面吸附廢水中一種或多種溶質(zhì)（吸附質(zhì)）以去除或回收廢水中的有害物質(zhì)，同時凈化了廢水。

活性炭是由含碳物質(zhì)（木炭、木屑、果核、硬果殼、煤等）作為原料，經(jīng)高溫脫水碳化和活化而制成的多孔性疏水性吸附劑。活性炭具有比表面積大、高度發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的機械物理性能和吸附能力，因此被應(yīng)用于多種行業(yè)。在水處理領(lǐng)域，活性炭吸附通常作為飲用水深度凈化和廢水的三級處理，以除去水中的有機物。除此之外，活性炭還被用于制造活性炭口罩、家用除味活性炭包、凈化汽車或者室內(nèi)空氣等，以上都是基于活性炭優(yōu)良的吸附性能。將活性炭作為重要的凈化劑，越來越受到人們的重視。

1.2 、影響 吸附 效果的主要因素 在吸附過程中，活性炭比表面積起著主要作用。同時，被吸附物質(zhì)在溶劑中的溶 解度也直接影響吸附的速度。此外，pH 的高低、溫度的變化和被吸附物質(zhì)的分散程度也對吸附速度有一定影響。

1.3 、研究意義 在水處理領(lǐng)域，活性炭吸附通常作為飲用水深度凈化和廢水的三級處理，以除去水中的有機物。活性炭處理工藝是運用吸附的方法來去除異味、某些離子以及難以進(jìn)行生物降解的有機污染物。

二、實驗?zāi)康谋緦嶒灢捎没钚蕴块g歇的方法，確定活性炭對水中所含某些雜質(zhì)的吸附能力。希望達(dá)到下述目的：

(1)加深理解吸附的基本原理。

(2)掌握活性炭吸附公式中常數(shù)的確定方法。

(3)掌握用間歇式靜態(tài)吸附法確定活性炭等溫吸附式的方法。

(4)利用繪制的吸附等溫曲線確定吸附系數(shù)：K、1/n。K 為直線的截距，1/n 為直線的斜率 三、主要儀器與試劑

本實驗間歇性吸附采用三角燒瓶內(nèi)裝人活性炭和水樣進(jìn)行振蕩方法。3.1 儀器 與器皿 ：

恒溫振蕩器 1 臺、分析天平1 臺、分光光度計 1 臺、三角瓶 5 個、1000ml 容量瓶 1 個、100ml 容量瓶 5 個、移液管 2 3.2 試劑：活性炭、亞甲基藍(lán) 四、實驗步驟

（1 1）、標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

1、配制 100mg/L 的亞甲基藍(lán)溶液：稱取 0.1g 亞甲基藍(lán)，用蒸餾水溶解后移入1000ml 容量瓶中，并稀釋至標(biāo)線。

2、

用移液管分別移取亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)溶液 5、10、20、30、40ml 于 100ml 容量瓶中，用蒸餾水稀釋至 100ml 刻度線處，搖勻，以水為參比，在波長 470nm 處，用1cm 比色皿測定吸光度，繪出標(biāo)準(zhǔn)曲線。

（2 2）、吸附等溫線間歇式吸附實驗步驟

1、用分光光度法測定原水中亞甲基藍(lán)含量，同時測定水溫和 PH。

2、將活性炭粉末，用蒸餾水洗去細(xì)粉，并在 105℃下烘至恒重。

3、在五個三角瓶中分別放入 100、200、300、400、500mg 粉狀活性炭，加入 200ml水樣。4、將三角瓶放入恒溫振蕩器上震動 1 小時，靜置 10min。

5、吸取上清液，在分光光度計上測定吸光度,并在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得相應(yīng)的濃度，計算亞甲基藍(lán)的去除率吸附量。

五、注意事項

1、實驗所得的 qe 若為負(fù)值，則說明活性炭明顯的吸附了溶劑，此時應(yīng)調(diào)換活性炭或調(diào)換水樣。

2、在測水樣的吸光度之前，應(yīng)該取水樣的上清液然后再分光光度計上測相應(yīng)的吸光度。

3、連續(xù)流吸附實驗時，如果第一個活性炭柱出水中溶質(zhì)濃度值很小，則可增大進(jìn)水流量或停止第二、三個活性炭柱進(jìn)水，只用一個炭柱。反之，如果第一個炭柱進(jìn)出水溶質(zhì)濃度相差無幾，則可減少進(jìn)水量。

4、進(jìn)入活性炭柱的水中渾濁度較高時，應(yīng)進(jìn)行過濾去除雜質(zhì)。

六、實驗結(jié)果 與 分析6.1 實驗結(jié)果

亞甲基藍(lán)濃度與吸光度 序號 1 2 3 4 5 濃度 mg/l 5 10 20 30 40 吸光度 A1 0.078 0.098 0.153 0.205 0.256 亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)曲線y = 0.0052x + 0.0497R 2

= 0.998200.050.10.150.20.250 5 10 15 20 25 30 35亞甲基藍(lán)濃度（mg/L)吸光度A

活性炭投加量 吸光度 A 原亞甲基藍(lán) 濃度C 0 /(mg/L)吸附平衡后 亞甲基藍(lán) 濃度 C/(mg/L)logC C0-C C0-C/m logC0-C/m 100mg 0.217

32.173 1.507 59.808 0.598-0.223 0.232 35.058 1.545 56.923 0.569-0.245 0.23 91.981 34.673 1.540 57.308 0.573-0.242 0.212

31.212 1.494 60.769 0.608-0.216 0.197 28.327 1.452 63.654 0.637-0.196 200mg 0.136

16.596 1.220 75.385 0.754-0.123 0.132

15.827 1.199 76.154 0.762-0.118 0.122 91.981 13.904 1.143 78.077 0.781-0.107 0.102

10.058 1.002 81.923 0.819-0.087 0.104

10.442 1.019 81.539 0.815-0.089 300mg 0.121

13.712 1.137 78.269 0.783-0.106 0.129 15.250 1.183 76.731 0.767-0.115 0.11 91.981 11.596 1.064 80.385 0.804-0.095 0.099

9.481 0.977 82.500 0.825-0.084 0.105 10.635 1.027 81.346 0.813-0.090 400mg 0.191

27.173 1.434 64.808 0.648-0.188 0.174 23.904 1.378 68.077 0.681-0.167 0.13 91.981 15.442 1.189 76.539 0.765-0.116 0.121

13.712 1.137 78.269 0.783-0.106 0.189 26.788 1.428 65.193 0.652-0.186 500mg 0.236

35.827 1.554 56.154 0.562-0.251

活性炭間歇吸附試驗記錄 活性炭 投加量(mg)lgK 1/n K n 100 0.5695-0.5266 3.7111-1.899 200 0.0785-0.1641 1.1981-6.0938 300 0.0668-0.1529 1.1662-6.5402 400 0.2109-0.2769 1.6252-3.6114 500 0.3806-0.4024 2.4021-2.4851 吸附等溫線（1）根據(jù)測定數(shù)據(jù)繪制吸附等溫線；（2）根據(jù) Freundlich 等溫線，確定方程中常數(shù) K，n；（3）討論實驗數(shù)據(jù)與吸附等溫線的關(guān)系。

思

考

題

1．吸附等溫線有什么現(xiàn)實意義？（1）宏觀地總括吸附量、吸附強度、吸附狀態(tài)等作為吸附現(xiàn)象方面的特性；（2）判斷吸附現(xiàn)象的本質(zhì)，如屬于分配（線性），還是吸附（非線性）；（3）用于計算吸附劑的孔徑、比表面等重要物理參數(shù)；（4）吸附等溫曲線用途廣泛,在許多行業(yè)都有應(yīng)用，如地質(zhì)科學(xué)方面、煤炭方面。

2．作吸附等溫線時為什么要用粉狀炭？ 廢水中的物質(zhì)經(jīng)活性炭吸附后分散好，容易單層吸附。

3．實驗結(jié)果受哪些因素影響較大，該如何控制？ 實驗結(jié)果受實驗溫度、吸附質(zhì)的分壓、活性碳性質(zhì)（比表面積、孔隙率等）

0.213 31.404 1.497 60.577 0.606-0.218 0.173 91.981 23.712 1.375 68.269 0.683-0.166 0.152

19.673 1.294 72.308 0.723-0.141 0.146 18.519 1.268 73.462 0.735-0.134

第二篇：如何制作活性炭解讀

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)以大量化肥代替原有農(nóng)家有機肥的使用，以人工飼料代替農(nóng)業(yè)廢棄物飼料的使用，加之現(xiàn)代農(nóng)業(yè)集約化和規(guī)?；陌l(fā)展，打破了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中廢棄物的循環(huán)利用環(huán)節(jié)，結(jié)果造成了農(nóng)業(yè)廢棄物的大量積累，進(jìn)而產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的環(huán)境問題和資源浪費問題。因此，農(nóng)業(yè)廢棄物資源的合理利用已日益成為當(dāng)前世界大多數(shù)國家共同面臨的問題。國內(nèi)外實踐表明，農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用和無害化處理，是控制農(nóng)業(yè)環(huán)境污染、改善農(nóng)村環(huán)境、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。

活性炭是一種具有特殊微晶結(jié)構(gòu)、發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)、巨大比表面積和較強吸附能力的含碳材料。其化學(xué)穩(wěn)定性好，具有耐酸、耐堿、耐高溫等特點。作為一種優(yōu)良的吸附劑，人們對活性炭的應(yīng)用開發(fā)研究越來越多。20世紀(jì)70年代前，活性炭在國內(nèi)的應(yīng)用主要集中于制糖、制藥和味精工業(yè)：后來又?jǐn)U展到水處理和環(huán)保等行業(yè);20世紀(jì)90年代，除以上領(lǐng)域外，擴(kuò)大到溶劑回收、食品飲料提純、空氣凈化、脫硫、載體、醫(yī)藥、黃金提取、半導(dǎo)體等眾多應(yīng)用領(lǐng)域[1-5]。

2農(nóng)業(yè)廢棄物利用現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)廢棄物(agriculturalresidue)是指在農(nóng)業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)與加工過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品、數(shù)量巨大、具有可再生、再生周期短、可生物降解、環(huán)境友好等諸多優(yōu)點，是重要的生物質(zhì)資源。主要有樹皮、果殼、鋸末、秸稈、蔗渣等。據(jù)有關(guān)資料，我國產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)廢棄物按目前的沼氣技術(shù)水平能轉(zhuǎn)化成沼氣3111.5億m3，戶均達(dá)1275.2m3，可解決農(nóng)村能源短缺。以農(nóng)作物秸稈為例，將目前的6.5億噸秸稈轉(zhuǎn)化為電能，按1kg秸稈產(chǎn)生電1千瓦時計算，就具有產(chǎn)生6.5億千瓦時電能的潛力;作為肥料可提供氮大約2264.4萬噸、磷459.1萬噸、鉀2715.7萬噸;作為飼料，僅玉米秸稈就能提供1.9～2.2億噸。然而，目前我國農(nóng)業(yè)廢棄物的利用率卻很低乃至沒有利用。因此，農(nóng)業(yè)廢棄物一方面成為最大的擱置資源之一，另一方面又成為巨大的污染源[6]。

從資源經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度上看，農(nóng)業(yè)廢棄物本身就是某種物質(zhì)和能量的載體，是一種特殊形態(tài)的農(nóng)業(yè)資源，蘊含著豐富的能源和營養(yǎng)物質(zhì)。目前，隨著石油、煤炭等不可再生資源的日益短缺，越來越多的國家特別是發(fā)達(dá)國家已經(jīng)把農(nóng)業(yè)廢棄物等可再生資源的轉(zhuǎn)化利用列入社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略，以農(nóng)業(yè)廢棄物等可再生資源為原料制備工業(yè)新產(chǎn)品的研究引起了世界各國的關(guān)注。在我國，隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，開發(fā)利用農(nóng)業(yè)廢棄物資源，逐步補充或替代化石資源，是關(guān)系到我國社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重大問題。

3農(nóng)業(yè)廢棄物制備活性炭及其改性

目前活性炭制備原料的使用也是由木屑和木片到煤和各種農(nóng)林產(chǎn)品的充分利用。產(chǎn)品由單一品種向多品種發(fā)展：由低檔活性炭向高檔活性炭轉(zhuǎn)變。農(nóng)業(yè)廢棄物制備活性炭的過程一般經(jīng)過原料粉碎、壓棒、炭化、活化、漂洗、烘干和活性炭粉碎等幾個步驟。同時根據(jù)不同的需求可以在不同的步驟中進(jìn)行表面物理結(jié)構(gòu)的改性或表面化學(xué)性能的改性。

3.1表面物理結(jié)構(gòu)的改性

活性炭材料吸附表面物理結(jié)構(gòu)的改性是指在活性炭材料的制備過程中通過物理或者化學(xué)的方法來增加活性炭材料的比表面積、調(diào)節(jié)孔徑及其分布，使活性炭材料的吸附表面結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而增加活性炭材料的物理吸附性能。常用的活化劑有堿金屬、堿土金屬的氫氧化物、無機鹽類以及一些酸類，目前應(yīng)用較多、較成熟的化學(xué)活化劑有KOH、NaOH、ZnCl2、CaCl2和H3PO4等[7-10]。

3.2表面化學(xué)性能的改性

活性炭材料表面化學(xué)組成的不同對活性炭材料的酸堿性、潤濕性、吸附選擇性、催化特性等產(chǎn)生影響?；钚蕴坎牧系奈奖砻婊瘜W(xué)性能的改性是指通過一定的方法改善活性炭材料吸附表面的官能團(tuán)及其周邊氛圍的構(gòu)造，使其成為特定吸附過程中的活性點，從而可以控制其親水/疏水性能以及與金屬或金屬氧化物的結(jié)合能力。活性炭材料吸附表面化學(xué)性質(zhì)的改性可以通過表面氧化改性、表面還原改性以及負(fù)載金屬改性等修飾。

3.2.1氧化改性

氧化改性主要是利用強氧化劑在適當(dāng)?shù)臏囟认聦钚蕴勘砻娴墓倌軋F(tuán)進(jìn)行氧化處理，從而提高表面的含氧酸性基團(tuán)(如羧基、酚羥基、酯基等)的含量，增強材料表面的極性和親水性。常用的氧化劑主要有HNO3、HClO3和H2O2等。Tsutsumi[11]認(rèn)為HNO3是最強的氧化劑，產(chǎn)生大量的酸性基團(tuán)，HClO3的氧化性比較溫和，可調(diào)整活性炭的表面酸性到適宜值。氧化后活性炭表面的幾何形狀變得更加均一。劉文宏等[12]使用濃HNO3分別在常溫和沸騰狀態(tài)下對活性炭進(jìn)行改性，研究結(jié)果表明：活性炭經(jīng)常溫濃HNO3改性后，比表面積和孔容都明顯提高，而經(jīng)沸騰濃HNO3改性后，比表面積和孔容卻明顯減小，但2種改性方式都使活性炭表面產(chǎn)生更多的含氧基團(tuán)。韓彬[13]等選擇磷酸氫二銨為活化劑在不同的活化溫度和預(yù)氧化條件下來制備活性炭。結(jié)果表明,在先浸泡后預(yù)氧化處理并在700℃下活化制得的樣品的比表面積為1078.21m2/g,其得率和碘吸附值分別為39.75%和636mg/g。

3.2.2還原改性

表面還原改性是指通過還原劑在適當(dāng)?shù)臏囟认聦钚蕴坎牧媳砻婀倌軋F(tuán)進(jìn)行還原改性，從而提高含氧堿性基團(tuán)的比含量，增強表面的非極性，這種活性炭材料對非極性物質(zhì)具有更強的吸附性能。常用的還原劑有H2、N2、NaOH、KOH等。Menendez等[14]認(rèn)為，活性炭的堿性主要是由于其無氧的Lewis堿，可以通過在還原性氣體H2或N2等惰性氣體下高溫處理得到堿性基團(tuán)含量較多的活性炭。Krisztinalaszlo等[15]研究了經(jīng)N2處理的活性炭對溶液中苯酚和2，3，4-三氯苯酚的吸附，結(jié)果表明，當(dāng)溶液pH為3時，吸附量最大，當(dāng)溶液pH為11時，吸附量下降。Haghserssht等[16]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)H2和N2還原堿性活性炭對水溶液中p-甲酚、硝基苯和p-硝基苯酚的吸附，較未處理過的活性炭吸附量大。

3.2.3負(fù)載金屬和金屬氧化物改性

負(fù)載金屬改性大都是利用活性炭對金屬離子的還原性和吸附性，使金屬離子先在其表面上吸附，再還原成單質(zhì)或低價態(tài)的離子，并通過金屬離子或金屬對被吸附物的較強結(jié)合力，增加活性炭對被吸附物的吸附性能。中南林業(yè)科技大學(xué)研究了利用農(nóng)業(yè)廢棄物棉秸稈為原料[17]，采用氯化鋅活化法制取活性炭的工藝，以及制備過程中各種因素對活性炭吸附性能的影響，得出了適宜的工藝條件：氯化鋅溶液濃度為40°Be′，固液比為1:2，400℃炭化180min，650℃活化60min。Garg等[18]采用濃硫酸在150℃下處理印度紅木鋸末24h，去除殘余酸后制得活性炭吸附劑，與甲醛處理的鋸末相比，這種吸附劑有更好的Cr(VI)去除能力。

4農(nóng)業(yè)廢棄物制備活性炭的應(yīng)用

活性炭的應(yīng)用已經(jīng)有很長的歷史?；钚蕴孔畛跤糜谔堑拿撋笾鸩綌U(kuò)大到生產(chǎn)和生活的各個行業(yè)，并不斷地根據(jù)市場的需求開發(fā)出新的產(chǎn)品。農(nóng)業(yè)廢棄物制備的活性炭目前已應(yīng)用于污水處理、水質(zhì)凈化、治理煙氣等方面

4.1污水處理 活性炭在廢水處理方面的主要優(yōu)點是處理程度高、出水水質(zhì)穩(wěn)定，與其它方法配合使用可獲得質(zhì)量很高的出水水質(zhì)，鄭旭煦等[19]研究活性炭負(fù)載納米TiO2的光催化降解性能和影響甲基橙廢水處理的主要因素，結(jié)果表明：用溶膠-凝膠法制備TiO2活性炭催化劑具有比表面積大、分散性高、光催化降解性能好、可重復(fù)利用等優(yōu)點。Jun等[20]報道了用載有鉑的各種活性炭在氧化還原過程中，可以達(dá)到增強有機酸吸附作用的效果。無機工業(yè)廢水處理[21-22]某些活性炭對于廢水中無機重金屬離子具有一定的選擇吸附能力。用于處理飲用水及微污染水凈化，臭氧-生物活性炭工藝[23]以其可以高效去除水中溶解性有機物和致癌突變物、出水安全、優(yōu)質(zhì)而備受矚目和重視。

4.2水質(zhì)凈化

活性炭在凈化給水方面不僅對色、嗅去除效果良好，而且對合成洗滌劑ABS、三鹵甲烷、鹵代烴、游離氯也有較高的吸附能力，也能有效地去除幾乎無法分解的氨基甲酸酯類殺蟲劑等。活性炭能有效地去除水中的游離氯和某些重金屬(如Hg、Sb、Sn)且不易產(chǎn)生二次污染，常用于家庭用水及飲用水的凈化處理工藝中[24]。

4.3廢氣處理

目前，我國的煤炭燃燒過程中排放出的SO2和NOx是主要的大氣污染物，而改性后活性炭材料的脫硫、脫硝處理效果好，投資運行費用低，且易于再生利用。改性活性炭材料脫硫、脫硝首先是利用活性炭材料的吸附性能將煙氣中的污染氣體SO2和NOx物理吸附于活性炭材料表面，在活性炭材料表面官能團(tuán)或擔(dān)載金屬的催化作用下，SO2和NOx轉(zhuǎn)化為SO3和無污染的N2或O2。在有水蒸氣存在的情況下，SO3將會與水結(jié)合生成硫酸回收。Wey等[25]研究了炭載金屬銅和鈰脫硫劑的脫硫性能，邱琳等[26]研究了用碳酸鈉溶液改性的活性炭比普通純活性炭脫硫劑的硫容提高近30%。Wang等[27]通過加載金屬改性活性炭纖維研究其對二氧化硫去除性能的影響。

活性炭作為一種多孔性含碳材料,其內(nèi)部具有十分發(fā)達(dá)的空隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積,表面具有含氧等元素的特殊功能的表面功能團(tuán),應(yīng)用領(lǐng)域越來越寬。自20世紀(jì)初投入工業(yè)生產(chǎn)以來,作為吸附劑、催化劑載體等已經(jīng)廣泛用于電子、化工、食品加工、醫(yī)療衛(wèi)生、交通能源、農(nóng)業(yè)、國防等領(lǐng)域,特別是最近,為了防治大氣污染、水質(zhì)污染和惡臭等公害以保護(hù)環(huán)境,使得活性炭的生產(chǎn)和研究有了更快的發(fā)展。如今全世界約有50個國家生產(chǎn)活性炭,美國、日本、英國、德國、法國和俄羅斯等國家的發(fā)展處于領(lǐng)先水平。到1990年止,美國年消耗量105 491 t,并以4%~5%的年均增長率增加。日本的消耗也達(dá)75 251 t,而西歐各國活性炭年生產(chǎn)能力為10萬t[1]。我國的活性炭工業(yè)起步于1960s年代,1970s年代的產(chǎn)量才1萬t,進(jìn)入1980s年代末產(chǎn)量達(dá)到4萬t。近些年來我國的活性炭工業(yè)有了較大的發(fā)展,年產(chǎn)量達(dá)到8萬t,但活性炭的質(zhì)量遠(yuǎn)不及發(fā)達(dá)國家,大量高質(zhì)量的活性炭還需進(jìn)口[2]。活性炭的制備原料

所有制造活性炭的原料均為含碳物質(zhì),目前國內(nèi)外選用的制造活性炭的原料分為5大類。

2.1 植物原料(木質(zhì)原料)活性炭的木質(zhì)原料范圍很廣,常選用的有:木炭、椰子殼、木屑、樹皮、核桃殼、果核、棉殼、稻殼、竹子、咖啡豆梗、油棕殼、糠醛渣及紙漿廢液等[3~13]。木質(zhì)原料在我國活性炭工業(yè)中占有著十分重要的地位。其中,椰子殼、核桃殼為最優(yōu),但由于原料有限,制約了其發(fā)展。

2.2 煤炭原料

煤炭是制造活性炭的重在原料。幾乎所有的煤都可以制出活性炭。其中,成煤時間短的年輕的無煙煤、弱粘煤、褐煤及泥煤等都是制造活性炭的優(yōu)良原料。由于煤炭資源豐富、分布廣泛、價格低廉,因此以煤為原料生產(chǎn)活性炭有著很好的前景[2]。

2.3 石油原料

石油原料主要指石油煉制過程中的含碳產(chǎn)品及廢料。例如石油瀝青、石油焦、石油油渣等[4~17]。1990s年代初期,中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所采用灰分、雜質(zhì)含量低(<0.01%)的石油系瀝青為原料,采用KOH化學(xué)活化法,制備出比表面積為3 600 m2/g的活性炭[18~19]。2.4 塑料類聚氯乙烯、聚丙烯、呋喃樹脂、酚醛樹脂、脲醛

樹脂、聚碳酸酯、聚四氟乙烯等[20~23]。這些原料主要指工業(yè)回收廢料,我國目前尚未充分利用。

2.5 其他

舊輪胎、動物骨、動物血、蔗糖、糖蜜等[24]。上述原料中我國目前主要以椰子殼、桃杏核作為木質(zhì)活性炭的原料。因為它們具有灰分低、孔隙發(fā)達(dá)、比表面積大、強度和吸附性能良好等優(yōu)點,是理想的木質(zhì)活性炭原料,但由于原料數(shù)量的限制影響到其大量的發(fā)展。而煤則具有品種多、價格低、質(zhì)量穩(wěn)定、資源豐富等優(yōu)點,因此以煤為原料的活性炭發(fā)展很快,煤質(zhì)活性炭的應(yīng)用范圍和數(shù)量也在逐漸擴(kuò)大。國內(nèi)外活性炭制造方法

目前國內(nèi)外活性炭的制造方法從原理上講可分為3類。3.1 氣體活化法

氣體活化法是把原料炭化以后,用水蒸汽、二氧化碳、空氣、煙道氣在600~1 200℃下進(jìn)行活化的方法[25]。世界上生產(chǎn)活性炭的廠家70%以上都是采用氣體活化法。我國主要以氣體活化法生產(chǎn)活性炭。

一般認(rèn)為,水蒸氣活化的反應(yīng)機理如下: C*+H2O C[H2O] C[H2O] H2+C[O] C[O] CO 此處,C*表示位于活性點上的碳原子,[]表示處于化學(xué)吸附狀態(tài)。由于氫結(jié)合在活性點上而妨礙了反應(yīng)的進(jìn)行: C+H2C[H2] 并且,還有下式所示的副反應(yīng)存在: CO+H2O→H2+CO2氣體活化法是以消耗碳原子而形成孔隙結(jié)構(gòu),因而得率較低。其工藝特點是活化溫度高,設(shè)備投資大,但對環(huán)境無污染。

3.2 化學(xué)活化法

化學(xué)活化法是把化學(xué)藥品以一定比例加入原料中,然后在惰性氣體介質(zhì)中加熱,同時進(jìn)行炭化和活化[25]。最后又將加入的化學(xué)藥劑予以回收。在活化過程中,用化學(xué)藥劑刻蝕含碳材料,并使其中的氫和氧等元素主要以H2O、CH4等小分子形式逸出,抑制副產(chǎn)物焦油的形成,可提高活性炭收率。使用的主要化學(xué)藥劑有KOH、KCNS、H3PO4、H2SO4、ZnCl2、NaOH等。

目前文獻(xiàn)報導(dǎo)最多的化學(xué)活化法是利用KOH活化制備高比表面積活性炭[18~19][26~39]。1980s年代中期,美國阿莫卡公司以KOH為活化劑,采用化學(xué)活化法,制得比表面積大于2 500m2/g的活性炭[26~28]。日本大阪煤氣公司,用中間相瀝青微球為原料、也采用類似的活化方法制得比表面積高達(dá)4 000 m2/g的活性炭[29]。日本關(guān)西熱化學(xué)也有這種稱之為Maxsorb的制品[18]。中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所于1990s年代初開展了這方面的研究工作,并成功制得了高比表面積活性炭(SBET~3 600 m2/g)[19][30~31]。下面以KOH活化為例簡單敘述化學(xué)活化法。

讀書的好處

1、行萬里路，讀萬卷書。

2、書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟。

3、讀書破萬卷，下筆如有神。

4、我所學(xué)到的任何有價值的知識都是由自學(xué)中得來的。——達(dá)爾文

5、少壯不努力，老大徒悲傷。

6、黑發(fā)不知勤學(xué)早，白首方悔讀書遲?！佌媲?/p>

7、寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來。

8、讀書要三到：心到、眼到、口到

9、玉不琢、不成器，人不學(xué)、不知義。

10、一日無書，百事荒廢?！悏?/p>

11、書是人類進(jìn)步的階梯。

12、一日不讀口生，一日不寫手生。

13、我撲在書上，就像饑餓的人撲在面包上。——高爾基

14、書到用時方恨少、事非經(jīng)過不知難。——陸游

15、讀一本好書，就如同和一個高尚的人在交談——歌德

16、讀一切好書，就是和許多高尚的人談話。——笛卡兒

17、學(xué)習(xí)永遠(yuǎn)不晚?！郀柣?/p>

18、少而好學(xué)，如日出之陽；壯而好學(xué)，如日中之光；志而好學(xué)，如炳燭之光。——劉向

19、學(xué)而不思則惘，思而不學(xué)則殆?！鬃?/p>

20、讀書給人以快樂、給人以光彩、給人以才干?！喔?/p>

第三篇：變壓吸附工藝流程

變壓吸附工藝流程

物料在精餾低塔系統(tǒng)處理完畢后，剩余的不凝氣體經(jīng)過預(yù)熱器預(yù)熱進(jìn)入吸附塔，乙炔和氯乙烯被吸附下來，無法被吸附劑吸附下來的其他氣體通過尾排閥門排放到大氣中。

吸附飽和的吸附塔經(jīng)過壓力均降，逆放，抽空一，抽空二，抽沖，抽空三，壓力均升，終充8個步驟進(jìn)行處理，塔內(nèi)吸附的乙炔和氯乙烯完全解吸出來，通過壓力差和真空泵送入轉(zhuǎn)化。

下面將變壓吸附的9個步驟進(jìn)行分步介紹：

1、吸附

不凝氣體在尾排前進(jìn)入預(yù)熱器，原料氣在預(yù)熱器內(nèi)加熱到40℃后，通過KV1閥送到吸附塔內(nèi)。六塔流程為兩個塔同時進(jìn)行吸附，其他四個塔進(jìn)行處理。原料氣內(nèi)氯乙烯和乙炔在吸附塔內(nèi)被吸附下來，剩余未被吸附的氣體，經(jīng)過KV2閥到達(dá)尾排，通過壓力調(diào)節(jié)閥門排放至空氣中。

此過程需要的時間為804S，壓力比精餾系統(tǒng)的壓力低0.02MPa，在0.47～0.49 MPa。總時間的設(shè)定是根據(jù)原料氣流量、凈化氣內(nèi)的氯乙烯和乙炔含量決定的。

如精餾系統(tǒng)出現(xiàn)波動，變壓吸附的壓力也同時跟著波動。所以，我們在操作時，要保證精餾壓力及原料氣的流量穩(wěn)定。當(dāng)精餾停車時，系統(tǒng)通過KV10，KV11或KV15,KV16閥切換至直排；精餾壓力低到設(shè)定值（0.45 MPa）時，系統(tǒng)自動進(jìn)行切換。

2、壓力均降 吸附結(jié)束后，飽和的吸附塔在設(shè)定好的T2步驟進(jìn)行壓力降，通過KV5和KV9閥，將吸附塔內(nèi)的壓力泄入中間罐內(nèi)。均降步驟在16S就可完成，剩余的時間留給抽空三，使得抽空三步壓力盡可能的抽至-0.09MPa吸附塔的解吸更徹底。

吸附塔壓力由0.48MPa降至0.22MPa。

3、逆放

均壓結(jié)束后，吸附塔的逆放為T4和T6步驟，共計130S。此時，吸附塔的壓力通過KV17閥進(jìn)入轉(zhuǎn)化二級混脫，為防止轉(zhuǎn)化壓力波動，控制HV102閥門的開度調(diào)節(jié)，使氣體的壓力緩慢釋放。

壓力由0.22MPa降至0.04～0.05MPa。HV102的斜率系數(shù)為1.00，閥門的最小開度為25%，最大開度為100%。

4、抽空一

逆放結(jié)束后為吸附塔的T8抽空一，打開KV18或KV19閥控制HV102閥門的開度，真空泵

設(shè)定的時間為132S，達(dá)到要求的真空度-0.05 MPa。

5、抽空二

6、抽沖

7、抽空三

8、壓力均升

9、終充

第四篇：活性炭廠近期安全工作總結(jié)

活性炭廠近期安全工作總結(jié)

集團(tuán)安委會：

為了深入落實集團(tuán)安全發(fā)展理念，認(rèn)真貫徹執(zhí)行“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”安全生產(chǎn)方針和集團(tuán)《 關(guān)于做好今冬明春安全，環(huán)保工作的通知》精神，加強企業(yè)安全管理，、杜絕違章行為和各類安全事故，確保生產(chǎn)的正常運行，現(xiàn)將我廠近期安全工作匯報如下：

一、做好宣傳、部署工作

一是召開中層以上干部大會，傳達(dá)自治區(qū)領(lǐng)導(dǎo)講話內(nèi)容、集團(tuán)《 關(guān)于做好今冬明春安全，環(huán)保工作的通知》精神及寶豐集團(tuán)“12.17”發(fā)生重大人員傷亡事故的教訓(xùn)，進(jìn)行學(xué)習(xí)動員，提高思想認(rèn)識；二是結(jié)合我廠安全工作的現(xiàn)狀，落實講話、通知精神，全面部署和安排：廠部要求：各科室、車間要召開專題安全會議，及時傳達(dá)集團(tuán)通知精神和廠部的要求，認(rèn)清形勢，使大家充分認(rèn)識到安全是企業(yè)的生命線，是企業(yè)最大的效益，沒有安全就談不上企業(yè)的發(fā)展。全廠干部、職工要牢固樹立安全發(fā)展的理念，高度重視安全工作，克服僥辛心理，逞強心理和冒險心理，在實際工作中求真務(wù)實，做到“防患于未然”。

二、制定計劃、安全措施

根據(jù)集團(tuán)《2012年安全生產(chǎn)目標(biāo)管理責(zé)任書〉的總目標(biāo)，制定了我廠2012年安全生產(chǎn)實施計劃、2012年職工學(xué)習(xí)計劃、安全教育計劃，做到有計劃、有步驟地開展安全工作。

三、提高思想覺悟，穩(wěn)定職工隊伍

由于我廠臨時工占三分之二，流動性大，文化素質(zhì)參差不齊等特點，做好思想教育工作，調(diào)動大家的工作積極性，愛崗敬業(yè)，穩(wěn)定職工隊伍，確保生產(chǎn)正常運行，顯得尤為重要，廠領(lǐng)導(dǎo)、部門負(fù)責(zé)人，深入車間、班組，參加車間、班組會議，個別交流、談心，聽取職工的意見和建議，解答有關(guān)問題，解決職工關(guān)心的問題等方式，對大家進(jìn)行教育，通過耐心細(xì)致的思想教育工作，提高了大家的思想覺悟，統(tǒng)一了思想，激發(fā)了大家的工作熱情，愛崗敬業(yè)，吃苦耐勞，講安全，講質(zhì)量，講消耗，已蔚然成風(fēng)。能正確對待個人利益與公司的關(guān)系，保持了職工隊伍的穩(wěn)定，從而提高了產(chǎn)量，促進(jìn)了生產(chǎn)的正常運行。

四、開展安全教育和培訓(xùn)，提高全員安全意識。

（一）由廠安全科、辦公室組織，指定專人講課，對全廠班組長、中層以上干部進(jìn)行了法律、安全知識、以往發(fā)生事故的原因進(jìn)行了分析和教育。觀看了火災(zāi)案例，使大家受到直觀的教育，從中吸取教訓(xùn)，同時警示大家，忽視安全生產(chǎn)管理，不嚴(yán)格遵守操作規(guī)程、違章指揮、違章作業(yè)、帶給我們的是慘痛的教訓(xùn)和血的代價；

（二）各科室、車間組織職工學(xué)習(xí)有關(guān)安全規(guī)章制度，規(guī)定、安全措施，操作規(guī)程；

（三）是對車間班組長、安全員、中層以上干部，編寫法律法規(guī)，安全管理、安全基礎(chǔ)知識進(jìn)行復(fù)習(xí)、論答，并對班組長，安全員、中層干部進(jìn)行了安全知識測試和考試，強化了教育，從而達(dá)到教育培訓(xùn)效果。提高了安全防范意識。通過教育使各級人員了解和掌握有關(guān)安全的法律法規(guī)、操作規(guī)程、安全知識，使大家真正認(rèn)識到做好安全工作、即關(guān)系到企業(yè)的利益，又關(guān)系到每個職工的切身利益，只有重視安全工作，嚴(yán)格各項安全

措施和規(guī)章制度，不失職，不違章，才能確保安全。

五、認(rèn)真落實安全目標(biāo)責(zé)任制

（一）加強宣傳、教育工作。廠里召開了中層以上干部參加的安全工作會議，傳達(dá)集團(tuán)安委會召開的2012年的安全工作會議精神，學(xué)習(xí)集團(tuán)與廠部簽定的安全管理目標(biāo)責(zé)任書，提高認(rèn)識，統(tǒng)一思想，使大家充分認(rèn)識到建立安全責(zé)任制，是安全管理工作的核心，在日常工作中要高度重視安全工作，牢記安全工作的方針，把其列入工作的重中之重，做到有計劃、有布置、有檢查、有總結(jié)，常抓不懈。做到思想上重視，行動上抓好落實。

（二）層層簽訂安全目標(biāo)管理責(zé)任書。遵照集團(tuán)《2012年安全目標(biāo)管理責(zé)任》的目標(biāo)和要求，制定了我廠《2012年安全目標(biāo)管理責(zé)任書》，提出了我廠全年安全工作目標(biāo)、任務(wù)、具體要求和考核細(xì)則，同時廠部與各部門，部門與班組、個人簽定安全目標(biāo)管理責(zé)任書，把責(zé)任落實到人，為全年安全工作目標(biāo)的實現(xiàn)，奠定了一定的基礎(chǔ)。

六、召開總結(jié)表彰大會

對我廠“2011年安全目標(biāo)管理責(zé)任書”落實情況及2011年9月15日至12月30日開展的“百日安全生產(chǎn)勞動”競賽活動進(jìn)行了總結(jié)，表彰了先進(jìn)單位和個人，樹立了典型，查找了不足，鞭策后進(jìn)，從而使職工的安全意識明顯提升，全廠安全生產(chǎn)管理明顯增強。同時就如何做好2012年安全、環(huán)保管理工作進(jìn)行了總體部署和安排，2012年“舂節(jié)”節(jié)前安全教育、安全檢查、節(jié)日值班進(jìn)行了部署和安排，確保安全無事故。

七、加強安全管理、落實安全責(zé)任

（一）認(rèn)真開展安全檢查、事故排查工作

每周五由安全、生產(chǎn)、設(shè)備、質(zhì)檢4大科室對全廠安全、生產(chǎn)、設(shè)備、產(chǎn)品質(zhì)量、清潔生產(chǎn)，進(jìn)行安全大檢查。對檢查中發(fā)現(xiàn)的問題，認(rèn)真填寫檢查記錄，提出整改意見，定人、定措施、期限進(jìn)行整改。同時要求各部門做好自查、自改工作，加大隱患整改力度，消除不安全因素和事故隱患，確保生產(chǎn)的正常運行。

（二）加強現(xiàn)場安全生產(chǎn)監(jiān)管、落實安全措施，把事故消除在萌芽狀態(tài)。一是加強現(xiàn)場安全管理，消除人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)，要求各車間主任、班組長跟班作業(yè)，對容易發(fā)生事故的重點部位、場所進(jìn)行定期或不定期每日巡查、檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時整改，使安全工作有人抓，把安全管理，監(jiān)督落到實處；；二是明確各級人員的安全責(zé)任，強化責(zé)任意識，落實“誰主管、誰負(fù)責(zé)”的原則，把反“三違”當(dāng)做工作重點來抓，從根本上預(yù)防各類事故的發(fā)生。

八、加強后勤、財務(wù)安全管理工作

（一）.加強門衛(wèi)值班制度，做好治安防范工作。

（二）.加強食堂安全衛(wèi)生管理，預(yù)防食物中毒、流行病的發(fā)生。

（三）.加強對車輛的管理及司機的教育工作。

（四）.加強施工現(xiàn)場的安全管理工作。

（五）.加強財務(wù)現(xiàn)金管理工作。

（六）.加強領(lǐng)導(dǎo)值班，明確值班職責(zé)。一是加強日常廠部、車間值班制度的落實；二是明確值班職責(zé)，加強監(jiān)督和查崗力度，督導(dǎo)車間及時消除不安全因素，保證了生產(chǎn)正常運行。

九、做好環(huán)境保護(hù)工作

定期與不定期開展環(huán)保檢查、巡查，發(fā)現(xiàn)煙塵超標(biāo)排放現(xiàn)象，能及時督導(dǎo)車間，進(jìn)行整改，消除污染源。

“安全為生產(chǎn)，生產(chǎn)必須安全”我們將以集團(tuán)《關(guān)于做好今冬明春安全、環(huán)保工作的通知》精神為契機，吸取2011年我廠發(fā)生2起人身傷害事故和寶豐集團(tuán)“12.17”事故教訓(xùn)，全面加強安全管理工作，確保2012年各項工作的順利完成。

寧夏寶塔活性炭有限公司

二0一一年一月十七日

第五篇：石油焦制備活性炭文獻(xiàn)總結(jié)

一、簡介

石油焦是煉油過程中的一種副產(chǎn)品,目前國內(nèi)主要用于冶金工業(yè),高硫原油煉制過程中的石油焦不能滿足冶金行業(yè)煅燒焦的要求,因此必須為高硫石油焦尋找新的用途。石油焦固定碳含量高、灰份低,是制備活性炭的優(yōu)質(zhì)原料,并且石油焦中的硫在制備活性炭的過程中能夠起到造孔的作用?；钚蕴课⒖装l(fā)達(dá)、比表面積高、吸附能力強，是一種優(yōu)良的吸附材料，廣泛應(yīng)用于化工、環(huán)保、食品與制藥、催化劑載體和電極材料等領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，高容量電池、高容量電容器的生產(chǎn)技術(shù)得到快速提高，市場對高比表面積活性炭的需求量越來越大。尤其是比表面積大于2000m2／g的高比表面積活性炭在雙電層電容器的成功應(yīng)用，使得對高比表面積活性炭的制備與應(yīng)用的研究得到廣大科學(xué)工作者的極大關(guān)注。

二、發(fā)展歷史

國外20世紀(jì)70年代開始研究石油焦制備活性炭工藝，80年代中期實現(xiàn)工業(yè)化，均生產(chǎn)比表面積在2500m2／g以上的產(chǎn)品。我國于20世紀(jì)80年代末開始進(jìn)行石油焦制活性炭的研究工作，研究水平大多較低，有部分技術(shù)已進(jìn)入工業(yè)化實驗階段。美國StandardOil公司在1971至1978年申請了石油焦制備活性炭多項專利，均涉及氫氧化鉀法。其工藝過程為：石油焦經(jīng)破碎、篩分后，與KOH充分混合，在500℃下脫水，700℃一1000℃下活化，洗滌、干燥。產(chǎn)品于1976年進(jìn)行了中試，比表面積均大于2500m2／g。1985年在Ahderson公司實現(xiàn)工業(yè)化，制得的產(chǎn)品為高比表面積活性炭。日本Kansai公司也有氫氧化鉀法工藝，其活化條件為800℃減壓下進(jìn)行。1993年進(jìn)行了50t／a規(guī)模中試，隨后進(jìn)行了工業(yè)化，產(chǎn)品比表面積達(dá)到3000m2／g。

三、KOH成孔機理

石油焦與其它炭原料相比，結(jié)晶度高，有序化程度高，結(jié)構(gòu)緊密，并已部分石墨化。因此其活化難度大，發(fā)生剝皮反應(yīng)的可能性大，必須采用腐蝕性強的催化劑。因此通常都以強堿作為活化劑制取性能優(yōu)良的活性炭。強堿能滲進(jìn)石油焦微晶間隙中，并與其中的碳化物、無定形碳以及活性點反應(yīng)，形成微孔結(jié)構(gòu);但堿的種類不同，對石油焦的破壞能力也不一樣，其中KOH 的破壞能力強于NaOH。這是因為K的活潑性強于Na，在用量相同的條件下，KOH 能更多地滲進(jìn)石油焦的基本微晶中，為形成孔隙起到骨架作用，并與石油焦發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。KOH 活化反應(yīng)的成孔機理就是通過KOH 與原料中的碳反應(yīng)，形成熱穩(wěn)定差易揮發(fā)的物質(zhì)，這樣就把石油焦中的部分碳刻蝕掉，經(jīng)過洗滌把生成的鹽及多余的KOH 洗去，在被刻蝕的位置上出現(xiàn)了孔，在炭化及活化過程中，這一過程主要發(fā)生以下反應(yīng)：

四、生產(chǎn)工藝 國外20世紀(jì)70年代開始研究石油焦制備活性炭工藝，80年代中期實現(xiàn)工業(yè)化，均

2生產(chǎn)比表面積在2500m／g以上的產(chǎn)品。我國于20世紀(jì)80年代末開始進(jìn)行石油焦制活性炭的研究工作，研究水平大多較低，有部分技術(shù)已進(jìn)入工業(yè)化實驗階段。美國StandardOil公司在1971至1978年申請了石油焦制備活性炭多項專利，均涉及氫氧化鉀法。其工藝過程為：石油焦經(jīng)破碎、篩分后，與KOH充分混合，在500℃下脫水，700℃一1000℃下活化，洗滌、干燥。產(chǎn)品于1976年進(jìn)行了中試，比表面積均大于2500m2／g。1985年在Ahderson公司實現(xiàn)工業(yè)化，制得的產(chǎn)品為高比表面積活性炭。日本Kansai公司也有氫氧化鉀法工藝，其活化條件為800℃減壓下進(jìn)行。1993年進(jìn)行了50t／a規(guī)模中試，隨后進(jìn)行了工業(yè)化，產(chǎn)品比表面積達(dá)到3000m2／g。

美國、日本擁有利用石油焦制備比表面積超過3000m2/g的超級活性炭的專利技術(shù)，并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。我國在石油焦制備高比表面積活性炭方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后與此，雖然采用KOH活化方法制備出比表面積達(dá)3000m2/g的活性炭，但是由于KOH的高腐蝕性、高堿碳比、低收率以及KOH的高價格難以實現(xiàn)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。但選用腐蝕性相對較小、價格更低的氯化鋅作為活化劑，用石油焦作為原料制備活性炭。

制備高比表面積活性炭一般是將一定尺寸的石油焦顆粒與堿性活化劑混合，經(jīng)低溫脫水和高溫活化后冷卻水洗。使用合適的工藝可以得到比表面積超過3000m2／g的活性炭。我國在這方面已經(jīng)有不少研究文章，探索了石油焦原料性能、制備過程中活化劑種類、堿炭比、活化溫度、活化時間等因素對活性炭收率、比表面積、孔結(jié)構(gòu)和吸附能力的影響。一般認(rèn)為，石油焦原料粒度在100μm～200μm時可以獲得合適的收率和較高的比表面積，粒度尺寸過小將導(dǎo)致表面刻蝕嚴(yán)重，使得收率和比表面積均下降。制備過程中KOH效果優(yōu)于其他活化劑，堿炭質(zhì)量比在4左右?；罨瘻囟仍?00℃～800℃左右可以獲得最大限度的比表面積，而活化時間則不宜過長，在700℃～800℃溫度下活化時間應(yīng)小于2h。石油焦與KOH的比列1.1∶1.6,該工藝相對成熟，其缺點是工藝路線長、成本高、對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，因此該工藝在我國仍然沒有實現(xiàn)工業(yè)化。

水蒸氣活化法是制備活性炭的常用手段，但是對于用水蒸氣活化法制備石油焦活性炭的研究卻寥寥無幾，這可能是由于石油焦結(jié)構(gòu)緊密，用水蒸氣活化難以達(dá)到較高的比表面積所致。此外值得關(guān)注的是高硫石油焦制備活性炭的工藝。硫含量對活性炭比表面積的影響很大，只有當(dāng)高硫石油焦的脫硫率達(dá)到98％時活性炭產(chǎn)物的比表面積才可能大幅度提高。有研究表明向硫石油焦中摻入一定量的無煙煤可以提高活性炭的比表面積。原材料配比對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

在一定范圍內(nèi)，隨KOH∶石油焦的增加，制得的活性炭比表面積也增大。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，工業(yè)化主要考察活化時間1．0h時，KOH∶石油焦分別為4∶1、5∶1和6∶1時產(chǎn)品的性能指標(biāo)，數(shù)據(jù)見表1。

由表l可知，隨活化劑KOH用量的增加，活性炭產(chǎn)品的比表面積、總孔容積均增加，產(chǎn)品的微孔容積是先增加后減少，產(chǎn)品的振實密度和微孔容積所占的比例逐漸減少?；罨瘻囟?00℃時平均孔徑逐漸增大，而在830℃時平均孔徑先增加后減少，在堿炭比為5和6時，比表面積和總孔容積增加不明顯，且平均孔徑變化不大。造成上述指標(biāo)變化的原因是隨著活化劑用量的增加，活化反應(yīng)加快，活性點上的碳消耗也隨之增加，產(chǎn)品活性炭的比表面積和孔容積增大。但當(dāng)活化溫度一定對，活性點上碳的數(shù)目也是一定的，這些碳原子消耗完后，繼續(xù)反應(yīng)則會消耗孔隙周圍作為骨架的碳原子，造成孔隙塌陷，使活性炭微孔容積減少。至于振實密度的減少則是由于KOH用量的增加，生成的活性炭微孔占的比率減少，中孔比率增大造成的。在工業(yè)化中，若KOH用量大，會加大粗產(chǎn)品水洗后堿液的處理量。通過對數(shù)據(jù)的分析，作者認(rèn)為在KOH：石油焦為5時，HSAAC性能指標(biāo)比較理想，也比較經(jīng)濟(jì)。

活化溫度對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

溫度是影響活化效果的重要因素。一般地，隨活化溫度的升高，比表面積增大。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)

由表2可知，堿炭比為4時，隨活化溫度從800℃升高到870℃，產(chǎn)品的比表面積、平均孔徑、總孔容積、吸附微孔容積均先升高后降低，振實密度逐步降低，2活化溫度850℃時，產(chǎn)品活性炭的比表面積達(dá)到最大值2637m／g．堿炭比為5時，隨活化溫度升高，產(chǎn)品的比表面積和總孔容積均先升高后降低，平均孔徑變化不大，振實密度和微孔容積逐漸降低，在活化溫度830℃時，產(chǎn)品的比表面積達(dá)到最大值2902m2／g。造成上述指標(biāo)變化的原因是隨活化溫度的提高，處于活化狀態(tài)的碳原子數(shù)目增加，與KOH反應(yīng)加強，同時鉀蒸汽的擴(kuò)散速度增加，使產(chǎn)品活性炭的比表面積和總孔容積增加，但隨活化溫度的進(jìn)步提高，導(dǎo)致已形成的孔隙過度燒結(jié)，使活性炭比表面積和總孔容積降低。振實密度降低的原因則可能是隨活化溫度的提高，得到的活性炭微孔占的比率減少，中孔比率增大造成的。

通過對數(shù)據(jù)的分析，堿炭比為4時，活化溫度850℃是HSAAC制備的臨界溫度堿炭比為5時，活化溫度830℃是HSAAC制備的臨界溫度。活化時間對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

主要考察原材料配比5：

1、活化溫度830℃時，活化時間分別為0．

5、1．0、1．5h產(chǎn)品的性能指標(biāo)，見表3

由表3可知，活化時間1．0h，產(chǎn)品比表面積達(dá)到最大值2902m2／g，總孔容積達(dá)到1．62cm／g．其原因是隨活化時間的延長，活化反應(yīng)會更充分，得到的活性炭的比表面積越大，但活化時間超過1．0h后，KOH與位于孔隙周圍的骨架碳原子反應(yīng)，引起活性炭過度燒蝕，造成已形成的孔隙燒塌，最終導(dǎo)致比表面積下降。可以確定在考察范圍內(nèi)，活化時間1．0h為最佳活化時間。高比表面積活性炭生產(chǎn)工藝條件的確定

根據(jù)工業(yè)化生產(chǎn)HSAAC的試驗數(shù)據(jù)，確定以針狀焦為原料生產(chǎn)HSAAC最佳的生產(chǎn)工藝條件為：堿炭比5：1，活化溫度830℃，活化時間1．0h。生產(chǎn)條件：

需要粉碎機、烘干機、電熱攪拌反應(yīng)釜、專用化學(xué)活化爐、原料罐、堿液濃縮設(shè)備等，需蒸汽和保護(hù)氣氮氣。主要原材料為石油焦、生石灰、氫氧化鉀、去離子水等。

五、用途

應(yīng)用范圍：

產(chǎn)品高比表面積活性炭應(yīng)用于催化劑及催化劑載體（鈀、釕、銠、鉑），貴重金屬回收及黃金提取，血液凈化，高性能燃料電池、雙電層超級電容器、鋰離子電池負(fù)極材料、貯能材料（H2和CH4的儲存），以及軍事、航天等領(lǐng)域。歷史事件

第一件大事是活性炭防毒面具，在20世紀(jì)20年代在第一次世界大戰(zhàn)中的應(yīng)用?？梢源巫鳛閯澐只钚蕴繎?yīng)用歷史的第一階段和第二階段的界限。

活性炭在初期主要應(yīng)用是粉炭在糖業(yè)中逐步代替了原來的骨炭。在20世紀(jì)20年代的第一次世界大戰(zhàn)中出現(xiàn)的顆粒大量應(yīng)用于防毒面具。這是工業(yè)化學(xué)史上輝煌的一頁。當(dāng)時荷蘭的Norit和捷克斯洛伐克、德國、法國、瑞士等國的制造商和批發(fā)商曾成立一個聯(lián)合公司，說明在歐洲萌芽的活性炭也是被廣為看好的新興產(chǎn)業(yè)。

通過防毒面具應(yīng)用的推動，活性炭歷史進(jìn)入了第二階段，活性炭市場不斷擴(kuò)大，活性炭的吸附和催化功能在眾多行業(yè)的精制、回收、合成上的應(yīng)用陸續(xù)開發(fā)，美國等的活性炭廠陸續(xù)開設(shè)。在20世紀(jì)中葉不斷拓展應(yīng)用面的活性炭，被視為“萬能吸附劑”。

第二件大事是活性炭除臭作用，在20世紀(jì)40年代數(shù)以百計的自來水廠中采用了活性炭除臭。以此作為劃分活性炭應(yīng)用歷史的第二階段與第三階段的界限。

1927年美國芝加哥自來水廠發(fā)生了廣大居民難以接受的自來水惡臭事故，這是由于原水中的苯酚和消毒用的氯生成異臭所致。德國等地的自來水廠也發(fā)生了同樣的事故，這些事故都是用活性炭來解決的。

此后，隨著環(huán)境保護(hù)日益受到重視，政府法令的日趨嚴(yán)格?；钚蕴坎粌H在凈水方面，而且在凈氣等方面的用量劇增，使得在20世紀(jì)的后半葉，環(huán)保產(chǎn)業(yè)成為活性炭應(yīng)用的大戶。由此活性炭歷史進(jìn)入了第三階段，即發(fā)展階段。中國應(yīng)用

我國活性炭在應(yīng)用歷史上簡單分為三個階段：

(1)第一階段是20世紀(jì)40年代以前，我國制藥工業(yè)、化學(xué)工業(yè)中使用活性炭量大，都用進(jìn)口貨，例如用Carboraffin牌的活性炭。

(2)第二階段自20世紀(jì)50年代初開始，國產(chǎn)活性炭上市。1951年沈陽和撫順的單管爐廠、青島的反射爐悶燒法廠、上好的電熱活化法廠，接著有氯化鋅活化法廠，1958年福建、杭州、廣州、煙臺、東北等地紛紛建廠，1966年太原開創(chuàng)斯列普活化法廠，隨后我國陸續(xù)開設(shè)數(shù)以百計的斯列普爐廠。此外，還有不少的轉(zhuǎn)爐、粑式爐等工廠?？偵a(chǎn)能力從1951年的三五十噸猛增到20世紀(jì)80年代的近十萬噸。生產(chǎn)與應(yīng)用相互促進(jìn)，活性炭的應(yīng)用范圍被迅速開拓。從原來單一的通用炭向多種的專用炭發(fā)展，例如凈水炭、糖炭、味精炭、油脂炭、黃金炭、載體炭、藥用炭、針劑炭、試劑炭等等，足見活性炭因國內(nèi)經(jīng)濟(jì)蒸蒸日上而應(yīng)用量速增，又因產(chǎn)量擴(kuò)大、成本降低而使出口量上升。我國活性炭的應(yīng)用，不僅在國內(nèi)市場發(fā)展，而且進(jìn)入了國際市場。

(3)第三階段2003-至今；活性炭應(yīng)用于裝修污染治理，利用先進(jìn)的造孔技術(shù)將活性炭，使其具備與室內(nèi)有害氣體分子大小相匹配的孔隙結(jié)構(gòu)，專用于吸附甲醛、苯系物、氨、氡等所有對人體有害的氣體及空氣中的浮游細(xì)菌。具有吸味、去毒、除臭、去濕、防霉、殺菌、凈化等綜合功能，有效清除室內(nèi)環(huán)境污染成功應(yīng)用于裝修污染治理，并創(chuàng)立了家康景品牌。目前市場上家用活性炭眾多，活性炭已走進(jìn)千家萬戶，成為健康時尚的環(huán)保產(chǎn)品。

六、市場需求

目前全世界延遲焦化加工能力持續(xù)增長，并且石油持續(xù)劣質(zhì)化、高硫石油焦持續(xù)增加，如何更好地利用石油焦資源是一個具有重大經(jīng)濟(jì)效益的課題。傳統(tǒng)上人們對于石油焦用途的開發(fā)集中于燃料、有色和冶金等方面。事實上隨著新材料領(lǐng)域的快速發(fā)展，尤其是先進(jìn)炭材料以及先進(jìn)陶瓷材料的快速發(fā)展，有越來越多的材料科學(xué)工作者將目光集中于石油焦上。相應(yīng)地，以石油焦為基礎(chǔ)的各種先進(jìn)材料也應(yīng)運而生。這些新石油焦材料涉及很多材料領(lǐng)域，但是其共同點是具有高的科技含量和高的附加值，相信石油焦作為一種廉價的碳源還可能被應(yīng)用到更多的新材料領(lǐng)域，而這必將產(chǎn)生遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)應(yīng)用途徑的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

國內(nèi)高硫石油焦制備活性炭的研究只停留于小試實驗。中國石油大學(xué)陳進(jìn)富等以含硫量4．8％的金山石化石油焦為原料，在最優(yōu)條件下制備了用于天然氣粉體吸附劑，其儲氣性能接近于低硫焦基吸附劑，且含硫量與原料相比大為降低，證明高硫石油焦可作為生產(chǎn)高性能天然氣吸附劑的優(yōu)良原料。但排放氣體中含硫太高，環(huán)保水平不達(dá)標(biāo)。高硫石油焦生產(chǎn)活性炭技術(shù)國內(nèi)外均未工業(yè)化，與低硫石油焦摻混后可生產(chǎn)預(yù)焙陽極，質(zhì)量合格，但是兩者均達(dá)不到環(huán)保要求；以高硫石油焦為燃料生產(chǎn)立窯水泥符合環(huán)保要求，其灰渣利用價值較高，但未來未來立窯水泥生產(chǎn)技術(shù)淘汰趨勢逐漸明朗，高硫石油焦在水泥行業(yè)的應(yīng)用范圍將開始收窄。

石油焦生產(chǎn)活性炭技術(shù)可行，成本低，生產(chǎn)的活性炭種類多、市場競爭力強。我國活性炭使用面廣，市場容量大，如采用高硫焦生產(chǎn)活性炭將有一定的競爭力。

七、前景

活性炭是一種多孔性碳質(zhì)吸附材料，具有比表面積大、吸附能力好、選擇性高、物理和化學(xué)上的穩(wěn)定性優(yōu)異等特性，被廣泛用于醫(yī)藥、食品、電子、化工、農(nóng)業(yè)、國防等各個領(lǐng)域，成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可缺少的重要的吸附劑。通常生產(chǎn)活性炭的原料主要是木質(zhì)原料和優(yōu)質(zhì)煤等。隨著我國退耕還林、封山育林工程及政策的實施，制備活性炭的木質(zhì)原料相對缺乏，這無疑是對我國活性炭行業(yè)的巨大挑戰(zhàn)，開拓新的原材料勢在必行。煤是當(dāng)今廣泛采用的一種制備活性炭的原料，但是煤的灰分和雜質(zhì)過高，難處理，不易獲得低灰分、高強度、耐腐蝕的優(yōu)質(zhì)活性炭。石油焦是石油煉制過程中的一種副產(chǎn)物，資源豐富，價格低廉，碳含量高，通常生產(chǎn)1t活性炭需用石油焦約2t(用木材達(dá)12—15t)，因此石油焦制造活性炭得率高、成本低。另外，石油焦的灰分和揮發(fā)分含量低，生產(chǎn)的活性炭雜質(zhì)少，可用于生產(chǎn)中高檔炭，產(chǎn)品可以與木質(zhì)炭相媲美，從而緩解我國活性炭原料緊張局面。

八、價格及產(chǎn)量

目前我國石油焦年產(chǎn)量約為500萬t，價格1000元/t左右。石油焦大都作為低價值的燃料，加工深度很低，極其浪費。如果能將其作為活性炭的生產(chǎn)原料，將會是很好的出路。目前石油焦為原料生產(chǎn)活性炭的研究大都采用傳統(tǒng)加熱方法，雖也能制得高比表面積活性炭，但是存在著生產(chǎn)能耗較大，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重等問題，因此開發(fā)高效、節(jié)能、無污染的新技術(shù)成為目前優(yōu)質(zhì)活性炭制備中的主要問題。