磷酸法生产活性炭与立式活化炉

贺德留

（河南省林业科学研究院    450008）

摘  要：本文着重分析了木屑磷酸法制造活性炭的炭活化机理以及活化环境氛围对活性炭性质的影响。立式活化炉在磷酸法生产活性炭中的应用和优点。为磷酸法生产活性炭提供了一种可供选择的全新设备。

关键词：活性炭  化学活化  磷酸法   立式活化炉

前  言

活性炭生产领域的面临的一个挑战就是使用廉价原料在低温下生产具有特定孔径分布的活性炭产品。与物理法相比，化学法制造木质活性炭的优点就是活化温度低。通常磷酸法的活化温度低于500℃，而氯化锌法的活化温度在600-700℃之间。在木质纤维原料的热分解中，磷酸促使了重要的变化。主要原因是磷酸促进了生物高聚物组分的脱水和重新分布。在低于没有活化剂存在的热处理的温度下，脂肪化合物顺利实现了向芳香化合物的转化。正是由于此原因，活性炭的得率才得以大幅增加。除此之外，磷酸处理同时导致炭材料内的微孔和中孔的形成。然而化学法活化的缺点是由于活化剂的原因而造成的杂质引入。这些杂质的存在极大的影响着活性炭的性质。事实上，木质原料的磷酸法活化会产生酸性炭。而这种活性炭就被排除在制药行业的应用以外。然而，在化学法生产木质活性炭众工艺中，人们之所以喜欢用磷酸作为活化剂，不仅是因为它容易从活化料中被回收，更是因为氯化锌工艺导致的锌化合物对环境的污染问题。

通常磷酸法活化是在包括氮气，氧气或由燃气燃烧产生的废气和原料热解产生的废气（ 二氧化碳 和水蒸气）的环境氛围下完成的。我国大部分平板炉工艺的活化气氛为活化分解气体，而转炉工艺则属于二氧化碳的活化氛围。关于活化环境氛围对活性炭性能的影响，在法国、西班牙以及日本都有学者研究，并得出了详细的结果。本文引用了法国学者在这方面的研究成果，并结合立式活化炉结构的特点对磷酸法工艺的优越性进行详细的分析。