活性炭

活性炭又称活性炭黑。是黑色粉末状或颗粒状的无定形碳。活性炭主成分除了碳以外还有元素。活性炭在结构上由于微晶碳是不规则排列,在交叉连接之间有细孔,在活化时会产生碳组织缺陷,因此它是一种多孔碳,堆积密度低,比表面积大。

基本介绍

  英文别名:Charcoal activated,Carbon amorphous,Carbon black,Carbon active,Activated carbon,Activated charcoal,
  Activated char,Carbon Amorphous
  活性炭是传统而现代的人造材料,又称碳分子筛,化学式:C。CAS: 64365-11-3 EINECS: 264-864-4。自从问世一百年来,活性炭应用领域日益扩展,应用数量不断递增。

活性炭(4张)

储存方式

  密封干燥保存。SCRC 100066

主要用途

  脱色和过滤,使带色液体脱色。吸收各种气体与蒸气。色谱分析用。测甲醇、锡和硅的还原剂。粒状物可用作催化剂的载体。

种类划分

  由于原料来源、制造方法、外观形状和应用场合不同,活性炭的种类很多,到目前为止尚无精确的统计材料,大约有上千个品种。
  按原料来源分
  1. 木质活性炭
  2. 兽骨、血炭
  3. 矿物质原料活性炭
  4. 其它原料的活性炭
  5. 再生活性炭
  按制造方法分
  1. 化学法活性炭(化学炭)
  2. 物理法活性炭
  3. 化学–物理法或物理–化学法活性炭
  按外观形状分
  1. 粉状活性炭
  2. 颗粒活性炭
  3. 不定型颗料活性炭
  4. 圆柱形活性炭
  5. 球形活性炭
  6. 其它形状的活性炭
  按孔径分
  大孔 半径>20 000nm
  过渡孔 半径150 ~20 000nm
  微孔 半径< 150nm 活性炭的表面积主要是由微孔提供的,

材质分类

椰壳活性炭

   本产品采用优质进口椰子壳为原料精制而成,外形为不定形颗粒,具有机械强度高,孔隙结构发达,比表面积大,吸附速度快,吸附容量高,易于再生,经久耐用等特点。
  主要用于食品、饮料、酒类、空气净化活性炭和高纯饮用水的除臭、去除水中重金属、除氯及液体脱色。并可广泛用于化学工业的溶剂回收和气体分离等。

果壳活性炭

  简介
  果壳活性炭主要以果壳和木屑为原料,经炭化、活化、精制加工而成。具有比表面积大、强
  

果壳活性炭

度高、粒度均匀、孔隙节构发达、吸附性能强等特点。并能有效吸附水中的游离氯、酚、硫、油、胶质、农药残留物和其他有机污染以及有机溶剂的回收等。适用于制药、石油化工、制糖、饮料、酒类净化行业,对有机物溶剂的脱色、精制、提纯和污水处理等方面。
  用途
  果壳活性炭被广泛应用于饮用水、工业用水和废水的深度净化生活、工业水质净化及气相吸附,如电厂、石化、炼油厂、食品饮料、制糖制酒、医药、电子、养鱼、海运等行业水质净化处理,能有效吸附水中的游离氯、酚、硫和其它有机污染物,特别是致突变物(THM)的前驱物质,达到净化除杂去异味。还可用于工业尾气净化、气体脱硫、石油催化重整,气体分离、变压吸附、空气干燥、食品保鲜、防毒面具、解媒载体,工业溶剂过滤、脱色、提纯等。各种气体的分离、提纯、净化;有机溶剂回收;制糖、味精、医药、酒类、饮料的脱色、除臭、精制;贵重金属提炼;化学工业中的催化剂及催化剂载体。产品更具脱色、提纯、除杂、除臭、去异味、载体、净化、回收等功能。
  技术参数
  真假椰壳活性炭识别方法
   因椰壳活性炭比煤质活性炭成本高许多,而且成品活性炭材质一般不容易被普通大众所识别。市场上常有不法销售商利用消费者无法识别材质的弱点,用煤质活性炭假冒椰壳活性炭销售,不管是民用还是工业用领域,此现象都较为严重。
  以下是简单区分它们的几个方法
  1、椰壳活性炭属于果壳活性炭类别,其主要特点是密度小、手感轻,拿在手里的重量明显比煤质活性炭轻。相同重量的活性炭,椰壳活性炭体积一般大于煤质活性炭。
  2、椰壳活性炭形状一般为破碎颗粒状、片状,而成型活性炭,如柱状、球状活性炭,多为煤质炭。
  3、因椰壳活性炭密度小,手感轻,因此可以将活性炭放到水里,煤质炭一般沉底较快,而椰壳活性炭浮在水中的时间更长,随着活性炭吸附水分子达到饱和,加重自身重量才会逐步全部沉入水底,当活性炭全部沉底后,会看见每颗活性炭外面都包裹着一个小气泡,晶莹缇透,非常有趣。
  4、椰壳活性炭为小分子孔隙结构,将活性炭放到水里,其吸附水分子时所排空气会产生许多非常细小的水泡(肉眼刚好能看见),密密麻麻的不停浮向水面。而煤质活性炭一般为大分子孔隙结构,所产生的气泡相也对较大。

木质活性炭

   本产品是以优质木材为原料,外形为粉末状,经高温炭化、活化及多种工序精制而成木质活性炭,具有比表面积大,活性高,微孔发达,脱色力强,孔隙结构较大等特点,孔隙结构大,能有较吸附液体中的颜色等较大的各种物质、杂质。
  主要用于食品、酒类、油类、饮料、染料、化工、自来水净化、污水处理、降COD、药用活性炭等各种用途脱色。

木质柱状活性炭

  特 点:采用优质木屑、椰壳等为原料,经粉碎、混合、挤压、成型、干燥、炭化、活化而制成。
  独创性:采用非粘结成型活性炭专有技术。改变传统用煤焦油、淀粉等传统粘结剂成型的办法。不含粘结剂成份,完全靠炭分子之间的亲和力和原料本身的特殊性质。科学配方,制作而成,有效避免炭孔堵塞,充分发挥丰富发达炭孔的吸附功能。
  先进性:由于采用优质木屑、椰壳为原料,制成的柱状活性炭比传统的煤质柱状炭灰份低、杂质少、气相吸附值、CTC占绝对优势。产品孔径分布合理,达到最大吸附与脱附,从而大大提高产品的使用寿命(平均2-3年),是普通煤质炭的1.4倍。 有柱状和球形颗粒等规格。
  适用性:①、气相吸附 ②、有机溶剂回收(苯系气体甲苯、二甲苯、醋酸纤维行业中的丙酮回收) ③、杂质和有害气体祛除,废气回收 ④、炼油厂、加油站、油库过量汽油回收。
   木质柱状活性炭碘型指标:
  
CTC 吸附值 % 100-140%
苯吸附Benzene adsorption % 45-65%
碘吸附值Iodine adsorption Mg/g 1100-1300
比表面积 Surface area m2/g 1400~2400
表观密度 Bulk density g/ml 0.33~0.38
着火点Ignition temperature 400~450
强 度Hardness % 95-99.9%
灰 分Ash % 3-6
水 分Moisture content % 5
粒 度 Particle size mesh 2,3,4mm
煤质活性炭 本品选用优质无烟煤作为原料精制而成,外形分别为柱状、颗粒、粉末、蜂窝状、球形等形状,具有强度高,吸附速度快,吸附容量高,比表面积较大,孔隙结构发达,孔隙大小在于椰壳活性炭和木质活性炭之间。
  主要用于高端空气净化、废气净化、高纯水处理、废水处理、污水处理、水族、脱硫、水处理活性炭脱硝并可有效去除气体与液体中的杂质和污染物以及各种气体分离和提纯,还可广泛用于各种低沸点物质的吸附回收,脱臭除油等。

煤质柱状活性炭

  简介 
  煤质柱状活性炭选用优质无烟煤为原料,采用先进工艺精制加工而成,外观呈黑色圆柱状颗粒;具有合理的孔隙结构,良好的吸附性能,机械强度高,易反复再生,造价低等特点;用于有毒气体的净化,废气处理,工业和生活用水的净化处理,溶剂回收等方面。煤质柱状活性炭物理、化学性能分析(GB/T 7701.7-1997)
  
分析项目 测试数据 分析项目 测试数据
碘值 ≥850mg/g 机械强度 ≥90%
比表面积 500-900m/g 水分 ≤10%
充填密度 0.45-0.55g/cm PH值 按要求生产
苯吸附 ≥400mg/g 亚甲蓝值 ≥8ml/g
应用
  
 煤质柱状活性炭用于有毒气体的净化,废气处理,工业和生活用水的净化处理,溶剂回收等方面。并且广泛应用于工农业生产的各个方面,如石化行业的无碱脱臭(精制脱硫醇)、乙烯脱盐水(精制填料)、催化剂载体(钯、铂、铑等)、水净化及污水处理;电力行业的电厂水质处理及保护;化工行业的化工催化剂及载体、气体净化、溶剂回收及油脂等的脱色、精制;食品行业的饮料、酒类、味精母液及食品的精制、脱色;黄金行业的黄金提取、尾液回收;环保行业的污水处理、废气及有害气体的治理、气体净化;以及相关行业的香烟滤嘴、木地板防潮、吸味、汽车汽油蒸发污染控制,各种浸渍剂液的制备等。活
   性炭在未来将会有极好的发展前景和广阔的销售市场。

活性炭应用的安全问题

  通常都认为应用活性炭没有安全问题,但实际没有绝对的安全,对活性炭应用中的安全不能掉以轻心,对活性炭的性质和不安全的可能性要有所认识。
  A. 关于着火
  1) 活性炭不列入危险品类,但是可燃的。着火后不会发生有焰燃烧,只是阴燃。
  2)活性炭不会自燃,在空气中可能会着火,与汽油、柴油等混合,可引起燃烧。
  3)活性炭燃烧时如果通风不足,会生成有毒的一氧化碳。
  B、关于贮存
  1) 活性炭必须存放在尽可能防火的建筑内。
  2)活性炭不可与氧化剂混放
  3)贮放处禁止明火,火花和吸烟

煤质颗粒活性炭

  煤质颗粒活性炭选用优质无烟煤为原料,采用先进的工艺精制而成,外观为黑色不定型颗粒。具有空隙结构发达,比表面积大,吸附能力强,机械强度高,床层阻力小,化学稳定性能好,易再生,经久耐用等优点。

煤质粉末活性炭

  

煤质蜂窝活性炭

  

稻壳活性炭

  水稻脱粒时产生的稻壳往往被当做废弃物扔掉,日本研究人员日前报告说,他们开发出了利用稻壳制造高性能活性炭的技术。
  日本长冈技术科学大学的斋藤秀俊教授在论文中指出,如果单纯将稻壳加热后制成炭,稻壳内残留的二氧化硅会阻碍其作为活性炭发挥作用。但是将上述“稻壳炭”与氢氧化钾和氢氧化钠混合在一起,然后进行热处理,就可以成功去除二氧化硅。据测算,与普通活性炭相比,这种稻壳活性炭及其孔隙的表面积相当于前者的2.5倍。

活性炭纤维

   本产品是以优质椰壳粉末活性炭为吸附材料,采用高分子粘结材料将其粘附在无纺布的基体之上而制成,可有效吸附各种工业废气,如苯、甲苯、二甲苯、甲醛、氨气、二氧化硫等。主要用于制作活性炭口罩,亦可作为鞋垫,广泛用于化工、制药、油漆、环保活性炭等行业,防毒除臭效果显著。

应用历史

历史记载

  回述炭应用的历史,记载如下:
  (1)公元前1550年,埃及有作为医用的记载;
  (2)公元前460~359年,希腊医生Hippocrate用以治羊癫疯;
  (3) 1518~1593年,中国李时珍的本草纲目中提及用于治病;
  (4) 1993年有外用于溃疡;
  (5) 1794年,英国有家糖厂用于加速脱色。上述例证应用的都是木炭,不是活性炭。
  活性炭作为人造材料,是在1900年和1901年才发明的,发明者Raphael von Ostrejko,取得英国专利B.P.14224(1900);英国专利B.P.18040(1900)德国专利Ger.P.136792(1901)。
  他发明将金属氯化物炭化植物源原料或用二氧化碳或水蒸气与炭化材料反应制造活性炭。1911年在维也纳附近的工厂首次用于工业生产,当时产品是粉状活性炭,商品名使Epomit;同年在荷兰有Norit上市;1912年在捷克斯洛伐克有Carboraffin出售。(Ger.Pat.290656)。

历史阶段

  回顾百年来世界活性炭应用的历史,不妨粗略划分为三个阶段:
  (1)第一阶段,从20世纪初到约20世纪20年代为萌芽阶段:
  (2)第二阶段,从约20世纪20年代中期为成长阶段;
  (3)第三阶段,从20世纪中期到20世纪末期为发展阶段,发展成为环保大应用阶段。
  这三个阶段可用活性炭应用历程中两件历史性大事。作为划分的界限。

历史事件

  第一件大事是活性炭防毒面具,在20世纪20年代在第一次世界大战中的应用。可以次作为划分活性炭应用历史的第一阶段和第二阶段的界限。 活性炭在初期主要应用是粉炭在糖业中逐步代替了原来的骨炭。在20世纪20年代的第一次世界大战中出现的颗粒大量应用于防毒面具。这是工业化学史上辉煌的一页。当时荷兰的Norit和捷克斯洛伐克、德国、法国、瑞士等国的制造商和批发商曾成立一个联合公司,说明在欧洲萌芽的活性炭也是被广为看好的新兴产业。
  通过防毒面具应用的推动,活性炭历史进入了第二阶段,活性炭市场不断扩大,活性炭的吸附和催化功能在众多行业的精制、回收、合成上的应用陆续开发,美国等的活性炭厂陆续开设。在20世纪中叶不断拓展应用面的活性炭,被视为“万能吸附剂”。
  第二件大事是活性炭除臭作用,在20世纪40年代数以百计的自来水厂中采用了活性炭除臭。以此作为划分活性炭应用历史的第二阶段与第三阶段的界限。
  1927年美国芝加哥自来水厂发生了广大居民难以接受的自来水恶臭事故,这是由于原水中的苯酚和消毒用的氯生成异臭所致。德国等地的自来水厂也发生了同样的事故,这些事故都是用活性炭来解决的。
  此后,随着环境保护日益受到重视,政府法令的日趋严格。活性炭不仅在净水方面,而且在净气等方面的用量剧增,使得在20世纪的后半叶,环保产业成为活性炭应用的大户。由此活性炭历史进入了第三阶段,即发展阶段。

中国应用

  我国活性炭在应用历史上简单分为三个阶段:
  (1)第一阶段是20世纪40年代以前,我国制药工业、化学工业中使用活性炭量大,都用进口货,例如用Carboraffin牌的活性炭。
  (2)第二阶段自20世纪50年代初开始,国产活性炭上市。1951年沈阳和抚顺的单管炉厂、青岛的反射炉闷烧法厂、上好的电热活化法厂,接着有氯化锌活化法厂,1958年福建、杭州、广州、烟台、东北等地纷纷建厂,1966年太原开创斯列普活化法厂,随后我国陆续开设数以百计的斯列普炉厂。此外,还有不少的转炉、粑式炉等工厂。总生产能力从1951年的三五十吨猛增到20世纪80年代的近十万吨。
  生产与应用相互促进,活性炭的应用范围被迅速开拓。从原来单一的通用炭向多种的专用炭发展,例如净水炭、糖炭、味精炭、油脂炭、黄金炭、载体炭、药用炭、针剂炭、试剂炭等等,足见活性炭因国内经济蒸蒸日上而应用量速增,又因产量扩大、成本降低而使出口量上升。我国活性炭的应用,不仅在国内市场发展,而且进入了国际市场。
  (3)第三阶段2003-至今;活性炭应用于装修污染治理,利用先进的造孔技术将活性炭,使其具备与室内有害气体分子大小相匹配的孔隙结构,专用于吸附甲醛、苯系物、氨、氡等所有对人体有害的气体及空气中的浮游细菌。具有吸味、去毒、除臭、去湿、防霉、杀菌、净化等综合功能,有效清除室内环境污染成功应用于装修污染治理,并创立了家康景品牌。目前市场上家用活性炭众多,活性炭已走进千家万户,成为健康时尚的环保产品。
  主要机理
  活性炭是由含炭为主的物质作原料,经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。活性炭含有大量微孔,具有巨大的比表面积,能有效地去除色度、臭味,可去除二级出水中大多数有机污染物和某些无机物,包含某些有毒的重金属。影响活性炭吸附的因素有:活性炭的特性;被吸附物的特性和浓度;废水的PH值;悬浮固体含量等特性;接触系统及运行方式等。活性炭吸附是城市污水高级处理中最重要最有效的处理技术,得到广泛的应用。
  活性炭能有效吸附氯代烃、有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂,还能吸附苯醚、正硝基氯苯、萘、乙烯、二甲苯酚、苯酚、DDT、艾氏剂、烷基苯磺酸及许多酯类和芳烃化合物。二级出水中也含有不被活性炭吸附的有机物,如蛋白质的中间降解物质,比原有的有机物更难被活性炭吸附,活性炭对THMS的去除能力较低,仅达到23-60%。活性炭吸附法与其他处理方法联用,出现了臭氧-活性炭法、混凝-吸附活性炭法、Habberer工艺、活性炭-硅藻土法等,使活性炭的吸附周期明显延长,用量减少,处理效果和范围大幅度提高。

活性炭过滤棉

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