(1)液化炉: 液化炉内的气体来自于碳化设备排出的气体,这次被液化。
(2)加热炉:通过该炉与碳化炉连接,并从外部加热。
(3)搅拌器:通过搅拌装置按规定转速旋转搅拌活性炭,可以使活性炭在炭化活化过程中受热均匀。
(4)活化炉:的外观与碳化炉相似。炭化炉功能的不同之处在于它可以将活性炭加热到更高的温度。
(5)炭化炉:的外观为垂直安装在地面上的圆筒体,有进料口和出料口。
蜂窝活性炭设备可分为炭前驱体成型和后处理。后处理工艺一般根据其制备条件的不同而有所不同。根据成型方法的不同,目前蜂窝活性炭设备方法主要有整体挤出成型法和涂覆法。
1、整体挤出成型法
挤压成型是国内外制备蜂窝状活性炭常用的成型方法。该方法是将含碳材料、粘结剂和无机添加剂混合并通过模具挤出,然后将成型体在一定温度下干燥,固化以稳定块状结构,进行碳化(碳化主要在惰性气体下进行) ,常用的惰性气体为氮气)、活化(活化可分为物理活化和化学活化,常用的物理活化剂有二氧化碳、水蒸气和氧气,化学活化剂有氯化锌、磷酸和氢氧化钾)。
可用于制备挤出蜂窝活性炭的含碳材料有酚醛树脂、活性炭、焦炭粉等。用该方法制备的蜂窝活性炭由于具有良好的结构可调节性和可灵活使用的能力,在工业上得到广泛应用。控制孔径分布、孔密度和机械强度。
根据挤出成型所用原料的不同,该工艺可分为三种类型。
将碳质前驱体直接成型,然后经干燥、炭化、活化得到蜂窝状活性炭。
在该方法中,在形成碳质前驱体时,将根据不同的条件来确定原材料和粘合剂的使用。当使用非粘性或弱粘性原料时,可在原料中添加粘结剂,常用的粘结剂如:甲基纤维素、酚醛树脂、煤焦油等。原料与粘结剂混合后,经过捏合和挤压以制备完整的蜂窝结构。使用强粘结性原料时,可以不添加粘结剂,直接添加水,经混炼、捏合、挤出后即可制备成型蜂窝结构体。该方法虽然不添加粘结剂,但使用了该剂的原料,当原料碳化时,在热解阶段可以形成气-固-液三相胶体,原料之间相互粘结形成块体,充当高温粘合剂。目前,配煤法是研究不添加粘结剂蜂窝活性炭设备的方法。蜂窝状活性炭是将粉状活性炭经成型、干燥、炭化、活化而制得。
该方法以活性炭粉末为原料,添加粘结剂、粘土等,经混合、捏合、挤压等工序制备蜂窝状活性炭。该方法制备的蜂窝活性炭只需在较低温度(一般在300以下)进行热处理,制备的蜂窝活性炭比表面积损失小,着火率损失小,机械性能高。力量。由于其不需要碳化、活化等过程,制备方法简单,消耗能源少,因此在工业生产中具有很大的应用潜力。
将混合原料经成型、干燥、炭化、活化后制得蜂窝活性炭。
将几种碳前驱体混合均匀后,加入少量或不加入粘结剂,捏炼、挤出蜂窝体,然后炭化、活化,制备蜂窝活性炭。该方法相对复杂,但由于原料来源广泛,是特种活性炭制备中经常采用的技术路线。
2、碳涂层法
炭包覆法以蜂窝陶瓷为载体,在其上涂覆液态含碳物质,经干燥、炭化、活化制备蜂窝活性炭。
具体来说,可以分为两步:
蜂窝活性炭设备将原料与粘结剂混合均匀后,加水揉捏成具有高可塑性的泥料,通过模具将泥料挤出,然后干燥,经高温煅烧形成多孔结构。常用来制备蜂窝陶瓷的材料有堇青石、氧化铝、粘土、莫来石等。
含碳材料的涂层。将制备好的多孔陶瓷浸泡在液态含碳材料中,如:酚醛树脂、聚乙烯、煤焦油、沥青等,浸泡一段时间后,干燥、固化、碳化、活化以获得具有蜂窝结构的碳材料。
涂覆法制备的蜂窝活性炭继承了蜂窝陶瓷强度高、孔隙大、压降低的优点,使其更适合作为化学反应的催化剂载体。但涂覆法制备的蜂窝活性炭由蜂窝骨架和含碳材料组成,耐磨性较差。在工业应用中,碳涂层容易出现剥落、堵塞载流子通道、造成压降急剧增加等问题。因此,涂覆方法在工业上的应用受到很大限制。