关于利用生物质制取活性炭的现状及现实意义

关于利用生物质制取活性炭的现状及现实意

义

论文关键词：生物质 活性炭 发展潜力 应用价值 现实意义

论文摘要：叙述了利用生物质为原料制取生物质活性炭的 2种方法一一物理法和化学法及生物质活性炭与煤质活性炭的优缺点。指出，由于能源的缺乏和环保意识的增强，生物质制取活性炭较煤质活性炭更有优势。

0 引言

活性炭 (Activated carbon，简称 AC)是一种利用生物有机物质 (如木材、焦炭、石油焦、各种坚果壳等)制备的具有发达孔隙结构和大比表面积的多孔炭材料 …。随着工业的发展，对活性炭的需求越来越多，在很多领域里都用到活性炭。 以木材为原料的传统的活性炭的制备已受到林业发展的限制，因此，利用多种生物质为原料来制取活性炭越来越被重视。目前，各种生物质制取活性炭的研究已在不断地进行，有些已经转换为生产力。这样，不仅能够使废弃物充分利用，而且还能够满足对活性炭不断增加的需求。本文就国内外生物质的研究制备和应用方面的现状及生物质活性炭在不同领域的应用作一概述。

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1 生物质制取活性炭的优缺点

生物质制取活性炭与传统的煤制取活性炭比较，由于其原料是农林废弃物和工业废弃物，所以原料来源丰富，价格低廉。与原料煤相比，生物质无黏结性、无需破黏等特殊处理，制取活性炭的工艺过程简单。由于利用生物质制取活性炭是 1种新的研究方向和新的工艺，不可避免地存在着缺点利用生物质制取活性炭，对装置要求较高，制取的活性炭没有煤制取活性炭所具有的良好的吸附性能和机械强度。煤制取的活性炭比生物质活性炭更容易再生，抗磨损性强，流体阻力相对较小。

2 生物质制取活性炭制备方法

生物质制取活性炭也和煤制取活性炭一样，有物理法和化学法 。 物理法是把原料炭化以后，用水蒸气、c0 、空气、烟道气等在700℃～1 i00℃下进行活化的方法。物理活化法所得产品的形状以颗粒状为主，其孔径分布以微孔居多，更适合于液相和气相中分子量和分子直径较小的物质的吸附。它的基本原理是炭化在惰性氛围气中经过热分解放出挥发酚而变成炭化产物 ，而后，将炭化产物用水蒸气、C0 等在 700。C ～1 1o0℃下进一步活化制成具有发达的孔隙及与其相应比表面积的活性炭。物理方法的一般流程见图l。即原料经过干燥、炭化，再经过预处理工段 (破碎筛选)，再经过活化工段 (活化)，然后

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进行洗涤，最后进行后处理工段 (干燥、粉碎)，就可以得到活性炭产品。

在实际生产中，大多采用高温水蒸气作活化剂。其优点在于用水蒸气作活化剂，使炭表面纯净，生产工艺简单，不存在设备腐蚀和环境污染 。又因反应吸热，不会使物料在活化中局部过热而影响收率。其缺点是，因耐火材料和木炭的传热系数小，易造成管内物料温度不均，活化不一致而影响产品质量的稳定。另外，因其依靠碳原子氧化形成孔隙结构，故活性炭的收率不高，且活化温度较高。

化学法是把化学药品加入原料中，在惰性气体介质中加热，进行炭化和活化的一种方法。化学活化法所得产品的形状以粉状为主，其孔径分布可通过调节化学活化剂的配比进行控制，比较灵活。既可制造出以微孔为主的产品，也可制造出富含中孔 (过渡孔)的产品，比较适合于吸附液相中分子量和分子直径较大的物质。化学方法活性炭的成熟工艺为氯化锌 (ZnC1 )法。国内活性炭生产厂大多采用该法，其活化原理为：ZnCl。在炭化活化中有脱水作用，使有机木质原材料的氢、氧元素以水的形式溢出，如此可降低炭化活化温度，改变热解路线，另外，ZnC1 溶液对木质原料有溶解、侵蚀作用，故可顺利渗透到原料内部，到达木质原料中纤维形式的细孔中，以实现完全活化。活

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