ANG234562345678999999

wstania jednorodnych granul. Właściwości chemiczne karboniaatów zależą od końcowej temperatury, czasu karbonizacji i szybkości wzrostu temperatury oraz atmosfery, sv jakiej przebiega proces. W celu poprawienia struktury porowatej przeprowadza się w podwyższonych temperaturach aktywację poprzez odpowiednią obróbkę gazami utleniającymi, głównie parą wodną, dwutlenkiem węgla i tlenem.

Karbonizat ma strukturę która jest zbiorem krystalitów zbliżonych budową do grafitu (rys. 10.1), związanych w przestrzenny polimer za pomocą wiązań 0-0 o charakterze alifatycznym. Szczeliny między krystalitami tworzą pierwotną strukturę porowatą węgla. Pory ^karbonizowanych granul są często zapełniane produktami rozkładu smół i zablokowane amorficznym węglem. Podczas aktywacji na drodze utlenienia, w pierwszym etapie następuje usunięcie tego węgla, wskutek czego tworzą się nowe pory. W następnym etapie reaguje węgiel z krystalitów, w wyniku czego następuje dalsze rozszerzanie już wytworzonych porów. Jeżeli utlenianie prowadzimy dalej (etap głębokiego utleniania), to proces taki prowadzi do wypalania ścianek między sąsiadującymi porami, co doprowadza do zmniejszenia objętości mileroporów, a w rezultacie zmniejszają aię właściwości adsofpcyjne i wytrzymałość mechaniczna.

Na rysunku 10.2 przędą twiono pory wytworzone w węglu aktywnym i ich dostępność dla cząsteczek adsorbatu. Aby otrzymać produkt jednorodny, w którym rozkład porów’ w całej objętości granul jest równomierny, należy proces utleniania prowadzić w stosunkowo niskich temperaturach — wtedy szybkość reakcji utleniania jest mała i ona lunitiye szybkość procesu sumarycznego, tzn. szybkość transportu reagentów do powierzchni krystalitu, dyfuzji reagenta, do wnętrza porów, diemisorpęji produktów reakcji i transportu ich od powierzchni granul.

Rys. 10.2. Roza^łe^czeme adsorbowanych cząsteczek w porach \vągla aktywnej (według (1),

za zgodą Calgon Corporation.}

Szybkość procesu utleniania zalety od reaktywności materiału wyjściowego i rodzaju utleniacza. Im większa reaktywność substratów, tym niższa optymalna temperatura procesu. Reaktywność surowców’ węglowych zmniejsza się w następującej kolejności:

koksy węgli brunatnych > koksy węgli kamiennych > koksy antracytów, natomiast utleniaczy w kolejności:

tlen > para wodna > dwutlenek węgla.

Procesy aktywacji przeprowadza się w specjalnych piecach gazowych, głównie typu komorowego, obrotowego i fluidalnego.    _f

W węglu aktywnym uporządkowanie atomów węgla w krystalicie wykazuje pewne podobieństwo do struktury' czystego grafitu (rys. 10.S). Struktura krystaliczna węgla aktywnego zaczjma powstawać już w czasie

137