Koje su metode pripreme granuliranog aktivnog ugljena?

Metode pripreme granuliranog aktivnog ugljena mogu se podijeliti u dvije kategorije: 1) izravna aktivacija ugljenom bez dodavanja veziva; 2) dodavanje veziva za oblikovanje ugljičnog prekursora, a zatim izvođenje procesa aktivacije ugljika.
Metoda bez veziva
Priprava granuliranog aktivnog ugljena bez dodavanja veziva može se podijeliti u dvije vrste: jedna je izravno aktiviranje prirodnih drvnih sirovina određenog oblika i veličine kako bi se dobio amorfni granulirani aktivni ugljen; drugi je priprema granuliranog aktivnog ugljena samoprešanjem metodom aktivacije kemijskim sredstvom bez dodavanja veziva.
Abundant shaped natural wood plant raw materials, such as coconut shells, walnut shells, olive kernels and other fruit shells and kernels, can be directly used to prepare amorphous granular activated carbon by physical or chemical activation methods. Poinern et al. used macadamia shells as raw materials, firstly carried out high-temperature carbonization, and then combined with carbon dioxide activation method to prepare granular activated carbon, and explored the effect of activation temperature on the adsorption of gold by activated carbon. The results show that high-temperature activation is conducive to improving the gold absorption capacity of granular activated carbon. He Deliu and others invented the phosphoric acid method to produce wood amorphous granular activated carbon technology. Through pre-crushing, soaking, floating and low-temperature drying and carbonization of raw materials (mainly fruit shells and cores), products with high strength and adsorption capacity can be obtained after activation. The results show that the raw material particle size of 20 ~ 40 mesh is conducive to the penetration of the activator. Compared with the zinc chloride method, the strength of the amorphous carbon is improved, and the iodine value is >950 mg/g, B caramel color >100%, a trošak proizvodnje smanjen je za 40% u usporedbi s fizičkom metodom.
Metoda kemijske aktivacije sastoji se u dodavanju određene količine kemikalija sirovinama koje sadrže ugljik, potpuno gnječenju i plastificiranju kako bi se proizveo katran i druge tvari za ljepilo i plastificiranje, a može se oblikovati bez dodavanja dodatnih veziva. Metoda pripreme je završena u jednom koraku aktivacijom ugljika zagrijavanjem. Kemijska sredstva koja se koriste za pripremu granuliranog aktivnog ugljena uglavnom su ZnCl2, H3PO4, KOH, NaOH, H2SO4, CaCl2, K2CO3, itd. Različiti kemijski aktivatori imaju različite mehanizme aktivacije sirovina.
Metoda veziva
Dodavanje veziva uglavnom je za rješavanje problema samih sirovina koje nisu ljepljive, teško ih je oblikovati i nezadovoljavajuće čvrstoće proizvoda i glatkoće površine u pripremi oblikovanog aktivnog ugljena. Vrsta i količina veziva uvelike utječu na snagu i adsorpcijsku izvedbu aktivnog ugljena. Dodavanje veziva često blokira neke od pora granuliranog aktivnog ugljena, što rezultira povećanom mehaničkom čvrstoćom, a smanjuje njegovu adsorpcijsku učinkovitost. Uobičajena veziva uključuju katran ugljena, škrob, drveni katran, otpadnu tekućinu sulfitne celuloze, glinu, otpadnu melasu, karboksimetil celulozu, smole itd.
Prednosti ugljena su visok sadržaj ugljika, bogati resursi i niska cijena te se široko koristi kao sirovina za pripremu granuliranog aktivnog ugljena. Trenutno je sirovi ugljen koji se koristi za proizvodnju granuliranog aktivnog ugljena na bazi ugljena neljepljivi i slabo ljepljivi ugljen, poput antracita, slabo ljepljivog ugljena, lignita itd. Stoga je sirovini potrebno dodati određenu količinu veziva ugljena da ga utisnete u oblik. Budući da ugljeni katran ima visok sadržaj asfalta i jaku sposobnost vezivanja za ugljeni prah, većina tvornica aktivnog ugljena u mojoj zemlji koristi ugljeni katran kao vezivo. Du Yaping i sur. koristili katran ugljena kao vezivo za granulirani aktivni ugljen na bazi nafte, pomiješali ga s antracitom, ekstrudirali i aktivirali kako bi dobili granulirani aktivni ugljen visoke mehaničke čvrstoće i razvijenih mikropora, koji se može koristiti kao adsorbent za pročišćavanje zraka ili vode .
Osim ugljenih sirovina, istraživači su također proveli mnoga istraživanja o pripremi granuliranog aktivnog ugljena iz drvnih sirovina i drugih sirovina. Xia Hongying i sur. upotrijebili duhanski otpad kao sirovinu i drveni katran kao kompozitno vezivo, te pripremili granulirani aktivni ugljen metodama aktivacije parom odnosno ugljikovim dioksidom. Rezultati su pokazali da je, kada je aktiviran na 900 stupnjeva, granulirani aktivni ugljen pripremljen parnom metodom mikroporozan, s BET specifičnom površinom od 1037 m2/g i ukupnim volumenom pora od 0,8152 mL/g; aktivni ugljen pripremljen metodom ugljičnog dioksida također je bio mikroporozan, sa specifičnom površinom od 947,81 m2/g i ukupnim volumenom pora od 0,48 mL/g, ali je iskorištenje bilo veće nego kod metode pare.