ANG234562345678999999

W6tania jednorodnych granul. Właściwości chemiczne karbonizatów zależą od końcowej temperatury, czasu karbonizacji i szybkości wzrostu temperatury oraz atmosfery, w jakiej przebiega proces. "W cela poprawienia struktury porowatej przeprowadza się w podwyższonych temperaturach aktywację poprzez odpowiednią obróbkę gazami utleniającymi, głównie parą wodną, dwutlenkiem węgla i tlenem.

Rye. 10-1- Siąć przestrzenna grafitu

Karbonizat ma strukturę która jest zbiorem krystalitów zbliżonych budową do grafitu (rys. 10.1), związanych w przestrzenny polimer za pomocą wis<zań 0-0 o charakterze alifatycznym. Szczeliny między krystalitami tworzą pierwotną strukturę porowatą węgla. Pory skarbonizowanych granul są często zapełniane produktami rozkładu smól i zablokowane amorficznym węglem. Podczas aktywacji na drodze utlenienia, w pierwszym etapie następuje usunięcie tegu węgła, 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 mikroporów, a w rezultacie zmniejszają się właściwości adsorpcyjne i wytrzymałość mechaniczna.

Na rysunku 10.2 przede 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 reagentu do wnętrza porów, chemia orpcji produktów reakcji i transportu ich od powierzchni granul.

Rys. 10.2. Roza^ieszczeriie adsorbowanych cząsteczek w porach węgla aktywnego (według (1),

zol zgodą Calgon Corporation)

Szybkość procesu utleniania zależy 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 specjalny cli 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 zaczyna powstawać już w czasie

137