ПОЛУЧЕНИЕ АКТИВНЫХ УГЛЕЙ

Активные угли получают из разнообразного углеродсодержащего сырья в некарбонизованном виде или в форме углей и коксов. Основной принцип активирования состоит в том, что углеродсодержащий материал подвергается селективной терми­ческой обработке в соответствующих условиях, в результате которой образуются многочисленные поры, щели и трещины и увеличивается площадь поверхности пор на единицу массы.

При химическом активировании в качестве исходного сырья используются в основном некарбонизованные продукты (напри­мер, древесные опилки, торф), смесь которых с неорганически­ми активирующими агентами подвергается высокотемператур­ной обработке. К активирующим агентам относятся в первую очередь обезвоживающие вещества: хлорид цинка и фосфорная кислота. Исходным сырьем для парогазового активирования служат обычно карбонизованные природные материалы: древесный уголь, торфяной кокс, уголь из скорлупы кокосового ореха, материалы типа каменного угля или кокса из бурого угля. Для активирования газами обычно используется кислород (воздух), водяной пар и диоксид углерода. Активирование воздухом имеет избирательный характер, однако существует опасность внешнего обгара гранул. Поэтому предпочтение от­дается водяному пару и диоксиду углерода. Для достаточно высокой с технической точки зрения скорости реакции при использовании этих газов необходимы температуры 800—1000 °С. Поэтому для ведения процесса необходимо специальное оборудование: шахтные, вращающиеся, много­полочные печи, реакторы с движущимися слоями и различ­ные другие аппараты. Выбор подходящего оборудования зави­сит от степени дробления исходного материала и от того, в какой форме должны быть получены угли — порошкообраз­ные, зерненые или формованные. Универсальными являются вращающиеся печи, поэтому они применяются особенно часто.

Вращающаяся печь:

1 — подъемные лопатки по длине печи; 2 — клад­ка печи; 3 — горелка.

При активировании углеродсодержащего материала происходит значительное уменьшение массы твердого вещества. В оптимальных условиях это эквивалентно увеличению пори­стости. Отсюда в первом приближении можно простым весо­вым способом оценить увеличение активности угля. Удобным методом в этом случае является определение насыпной плот­ности.

Важными факторами, позволяющими сделать правильный выбор активных углей для определенных целей, являются гра­нулометрический состав, площадь внутренней поверхности (объема пор), распределение пор по размерам, природа и со­держание примесей. По внешнему виду различают порошковые угли, которые используются преимущественно для обесцвечи­вания, и зерненые угли с неправильной формой зерен, а также формованные угли, которые в большинстве случаев состоят из цилиндрических гранул. Важное значение для активности угля имеют микропоры; диаметры этих пор (до 2 нм) соизмеримы с размерами адсор­бирующихся молекул.