柱状活性炭是以煤、木屑、果壳等含碳原料,经粉碎、混捏、成型、炭化及活化等工艺制成的圆柱形颗粒状吸附材料。那么,下面小编讲一下关于
柱状活性炭加工的工艺流程:

1. 原料预处理
原料选择:
煤质活性炭:无烟煤、褐煤(成本低,适合工业废水处理)。
木质活性炭:木屑、椰壳(杂质少,适合食品、医药领域)。
粉碎与筛分:
原料粉碎至 80-200 目(粒径 0.074-0.18mm),确保后续混捏均匀。
示例:椰壳需先破碎成颗粒,再经磨粉机加工为细粉。
2. 混捏与成型
粘结剂添加:
常用粘结剂:煤焦油、淀粉、木质素磺酸钙、聚乙烯醇(PVA)等,用量占原料的 10%-30%。
作用:增强原料可塑性,成型后提供初期机械强度。
挤压成型:
通过螺杆挤出机或柱塞式成型机,将混合料挤压成直径 1.5-8mm 的柱状体(长度 5-50mm 可调)。
关键参数:挤出压力 5-20MPa,成型温度 50-150℃,影响柱状体密度与孔隙雏形。
3. 炭化(热解)
工艺条件:
温度:300-800℃,在惰性气氛(如氮气)或缺氧环境中进行。
作用:
挥发分(水分、有机物)分解逸出,形成初步孔隙结构。
原料中的碳骨架固化,粘结剂碳化增强机械强度。
示例:煤质原料炭化后形成 “炭骨架 + 粘结剂残碳” 结构,木质原料则通过纤维素、半纤维素热解生成多孔炭。
4. 活化(关键工序)
通过物理或化学方法扩大孔隙结构,提高比表面积。
物理活化法:
工艺:炭化料在 800-1000℃下与水蒸气、二氧化碳等活化剂反应。
活化剂刻蚀炭表面,扩大原有孔隙并生成新微孔。
特点:成本低、环境污染小,适合制备中孔发达的活性炭(如水处理用)。
化学活化法:
工艺:原料与活化剂(如 KOH、ZnCl₂、H₃PO₄)混合后低温炭化(400-600℃)。
作用:活化剂充当 “模板” 或脱水剂,促进碳骨架裂解并抑制焦油生成,形成更丰富微孔。
特点:比表面积更高(可达 2500 m²/g),但需水洗去除残留化学剂,适合高端应用(如超级电容器电极)。
5. 后处理
漂洗与干燥:
化学活化法产品需用酸 / 碱溶液漂洗至中性,降低灰分(<5%)和重金属含量。
干燥至含水率 < 5%,常用设备:流化床干燥机、滚筒干燥机。
表面改性(可选):
目的:调整表面官能团(如引入 - COOH、-OH),增强对特定物质的吸附能力。
方法:
氧化改性:用 HNO₃、H₂O₂溶液浸泡,提高极性吸附能力(如吸附重金属)。
负载金属:浸渍 Ag、Cu 等金属盐,赋予催化氧化性能(如处理含氰废水)。