活性炭是一种具有很强吸附性能的材料,广泛应用于空气净化、水处理、食品加工等领域。其吸附性能的优越性主要与其特殊的微观孔结构有关。其中,孔径大小和分布均在很大程度上影响了其吸附性能。因此,调控活性炭的孔结构成为了提高其吸附性能的重要手段。其中,煤作为活性炭生产原料中的一种,可以通过不同的加工方式来调控活性炭的孔结构。
近年来,压块工艺被广泛应用于活性炭的制备。该工艺通过混合煤和粘结剂,将混合物在一定的压力和温度条件下进行压缩成形,随后在高温气氛中进行碳化活化处理,最终得到具有一定孔结构的活性炭。压块工艺中的配煤过程可以对活性炭的孔结构进行调控。具体来说,配煤中煤的品种和粒度可以影响压块的工艺条件,从而影响活性炭的孔结构。
煤的品种是影响配煤对活性炭孔结构调控作用的重要因素之一。相对于无水混合法制备活性炭的原料中以木材或其他植物秸秆为主,压块法的原料中以煤为主。不同种类的煤在碳化活化过程中产生的孔结构不同,进而影响到了最终活性炭的孔结构。黄骅煤和长治煤是目前比较常用的压块法原材料。其中,煤的生热值和挥发分等物理性质以及煤的化学成分,都会影响到煤的碳化活化过程和孔结构的形成。据研究,使用黄骅煤制备的活性炭孔径分布范围
大,平均孔径也比较大;而使用长治煤制备的活性炭则孔径分布范围较窄,平均孔径相对较小。因此,在配煤过程中,选择适合的煤种,可以在压块工艺条件下调控活性炭孔结构的大小和分布。
煤的粒度也是影响配煤对活性炭孔结构调控作用的因素之一。较大的煤颗粒对压块工艺的施加压力不利,会减小压块工艺对孔结构的调控作用。相反,适当减小煤颗粒的大小可以增强压块工艺对孔结构的调控作用。另外,煤颗粒的大小也会影响到碳化活化过程中煤颗粒之间的接触情况。过大或过小的煤颗粒都会影响到煤颗粒之间的接触程度,进而影响到孔结构的形成。在实际生产中,通常采用粗细搭配的方法,将不同粒度的煤进行混合,从而达到对孔结构的有效调控。
总之,配煤是压块法制备活性炭过程中的重要环节,可以通过选择不同的煤种和粒度,实现对活性炭孔结构的调控。在实际的生产过程中,应结合实际情况进行配煤,并根据需要不断优化压块工艺,以获得最佳的活性炭吸附性能。