Які методи приготування гранульованого активованого вугілля?

Методи приготування гранульованого активованого вугілля можна розділити на дві категорії: 1) пряма активація вугілля без додавання сполучного; 2) додавання сполучного для формування вуглецевого попередника, а потім виконання процесу активації вуглецю.
Безсполучний спосіб
Приготування гранульованого активованого вугілля без додавання сполучного можна розділити на два типи: один полягає в прямій активації натуральної деревної сировини певної форми та розміру для отримання аморфного гранульованого активованого вугілля; інший полягає у виготовленні гранульованого активованого вугілля шляхом самоформування методом активації хімічним агентом без додавання сполучного.
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%, а собівартість його виробництва знижена на 40% порівняно з фізичним методом.
Метод хімічної активації полягає у додаванні певної кількості хімічних речовин до вуглецевої сировини, повному перемішуванні та пластифікації для отримання смоли та інших адгезивних і пластифікуючих речовин, і може бути сформований без додавання додаткових зв’язуючих. Спосіб приготування завершується в одну стадію активацією нагрівання вугілля. Хімічні агенти, які використовуються для приготування гранульованого активованого вугілля, це в основному ZnCl2, H3PO4, KOH, NaOH, H2SO4, CaCl2, K2CO3 тощо. Різні хімічні активатори мають різні механізми активації сировини.
Підшивний спосіб
Додавання зв’язуючих речовин в основному призначено для вирішення проблем, пов’язаних із тим, що сама сировина є неадгезивною, її важко формувати, а також незадовільною міцністю продукту та гладкістю поверхні при виготовленні формованого активованого вугілля. Тип і кількість зв'язуючих істотно впливають на міцність і адсорбційні властивості активованого вугілля. Додавання сполучних речовин часто блокує деякі пори гранульованого активованого вугілля, що призводить до підвищення механічної міцності при зниженні його адсорбційних характеристик. Звичайні зв’язувальні речовини включають кам’яновугільну смолу, крохмаль, деревну смолу, відходи сульфітної целюлози, глину, відходи патоки, карбоксиметилцелюлозу, смоли тощо.
Вугілля має такі переваги, як високий вміст вуглецю, багаті ресурси та низька ціна, і широко використовується як сировина для приготування гранульованого активованого вугілля. В даний час сире вугілля, яке використовується для виробництва гранульованого активованого вугілля на основі вугілля, є неадгезивним і слабо адгезивним вугіллям, таким як антрацит, слабоклейке вугілля, буре вугілля тощо. Тому до сировини потрібно додати певну кількість сполучного. вугілля, щоб надати йому форму. Оскільки кам’яновугільна смола має високий вміст асфальту та має міцну зв’язувальну здатність із вугільним порошком, більшість заводів із виробництва активованого вугілля в моїй країні використовують кам’яновугільну смолу як сполучну речовину. Du Yaping та ін. використовував кам’яновугільну смолу як сполучну речовину для гранульованого активованого вугілля на основі нафти, змішував її з антрацитом, екструдував та активував для отримання гранульованого активованого вугілля з високою механічною міцністю та розвиненими мікропорами, який можна використовувати як адсорбент для очищення повітря чи води .
Окрім вугільної сировини, дослідники також провели багато досліджень щодо приготування гранульованого активованого вугілля з деревної сировини та іншої сировини. Xia Hongying та ін. використовували тютюнові відходи як сировину та деревну смолу як композиційний зв’язувальний матеріал, а також готували гранульоване активоване вугілля методами активації парою та вуглекислим газом відповідно. Результати показали, що після активації при 900 градусах гранульоване активоване вугілля, отримане паровим методом, було мікропористим, з питомою поверхнею за БЕТ 1037 м2/г і загальним об’ємом пор 0,8152 мл/г; активоване вугілля, отримане методом вуглекислого газу, також було мікропористим, з питомою поверхнею 947,81 м2/г і загальним об’ємом пор 0,48 мл/г, але вихід був вищим, ніж у паровому способі.