蜂窩活性炭開孔率高、壓力損失小,其內(nèi)部平直的通道利于氣液傳輸,滯液量小等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),被廣泛關(guān)注。蜂窩活性炭的機(jī)械性能和吸附性能是其質(zhì)量高低的兩個(gè)重要參數(shù),而灰分對(duì)于二者的影響都較大。
由于我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),煤儲(chǔ)量大,所以我國(guó)制備蜂窩活性炭的主要原料還是原煤,煤形成過(guò)程中不可避免會(huì)帶入較多的無(wú)機(jī)礦物成分,有些煤的灰分高達(dá)10%以上,為了提升蜂窩活性炭的吸附性能,需要降低煤的灰分。當(dāng)前煤炭除灰大多采用重力去石和化學(xué)清灰聯(lián)用,產(chǎn)生廢水和粉塵污染,提高了蜂窩活性炭的制備成本。
活性炭脫灰分前期脫灰、中期脫灰和后期脫灰三種。生產(chǎn)蜂窩活性炭需要考慮產(chǎn)品的機(jī)械性能,中期脫灰和后期脫灰對(duì)活性炭的機(jī)械性能影響較大,所以一般是采用前期脫灰。
活性炭的灰分有兩種,一種是表面灰分,另外一種是內(nèi)在灰分,平時(shí)我們說(shuō)的活性炭的灰分是指內(nèi)在灰分。主要為金屬氧化物:氧化鈉,氧化鎂,氧化鋁,氧化鈣,氧化硅,氧化鉀氧化鐵,氧化鋇,氧化錳,氧化鈦,氧化鋇,三氧化硫等無(wú)機(jī)鹽。
活性炭得率隨著灰分含量的降低而降低,主要是由于原煤中的灰分在制備活性炭過(guò)程中是以雜質(zhì)的形式存在。
無(wú)機(jī)鹽成分對(duì)于蜂窩活性炭機(jī)械強(qiáng)度的增加有促進(jìn)作用,無(wú)機(jī)鹽成分會(huì)組成活性炭的晶體骨架結(jié)構(gòu),增加蜂窩活性炭的機(jī)械性能。無(wú)機(jī)鹽成分對(duì)于活性炭比表面積的提高有阻礙作用,其原因可能是無(wú)機(jī)成分在一定程度上阻礙活化劑在活性炭?jī)?nèi)部的傳輸,影響活性炭的微孔孔隙的生長(zhǎng)。
綜上所述,只有在原煤灰分10%-15%的情況下,才可以生產(chǎn)出機(jī)械強(qiáng)度好,吸附性能高的蜂窩活性炭。