Formarea cărbunelui activ are trei etape cruciale.
În primul rând, materiile prime pentru cărbunele activat provin din substanțe bogate în carbon, inclusiv cărbune, lemn, coji de nucă de cocos și așa mai departe. Aceste materii prime trebuie să fie supuse pretratării pentru a îndeplini condițiile, de exemplu curățare, zdrobire și cernere, pentru a elimina impuritățile și a controla dimensiunea. De exemplu, lemnul este de obicei tăiat în blocuri, în timp ce cărbunele este zdrobit în particule de dimensiuni similare. Selectarea materiilor prime adecvate este crucială pentru cărbunele activ, deoarece diferitele materiale afectează profund distribuția porilor cărbunelui activ. Cărbunele de cocos activat nu numai că are particule uniforme, dar are și performanțe bune de adsorbție.
A doua etapă este procesul de carbonizare, care este etapa inițială de formare a cărbunelui activ. Materiile prime sunt încălzite într-un mediu-deficient de oxigen la un interval de temperatură de la 400 de grade până la 1000 de grade, pentru a elimina umezeala și altele. Acest pas face ca materia organică să se descompună și să se transforme treptat în substanțe carbonizate compuse în principal din carbon.
Prin controlul ratei de încălzire și al timpului de menținere, operatorii pot preveni prăbușirea structurală într-o anumită măsură și pot asigura stabilitatea substanțelor carbonizate. După carbonizare, materiile prime își pierd majoritatea țesuturilor organice și formează treptat un schelet preliminar de carbon. Luați carbonul de nucă de cocos activat ca exemplu. Cadrul de carbon al carbonului din coajă de nucă de cocos a îndepărtat impuritățile și umezeala. Deoarece cărbunele activ nu a fost încă format pe deplin, suprafața specifică în această etapă este relativ scăzută, iar capacitatea de adsorbție este limitată. Este necesară o activare suplimentară pentru a-și activa performanța structurală.
A treia etapă, activarea este un proces cheie în formarea cărbunelui activat și se împarte în principal în activare fizică și activare chimică. Cele Două metode au caracteristici diferite în proces. Activarea fizică utilizează gaze la temperatură înaltă, cum ar fi aburul, ca agent de activare și reacționează pentru a extinde structura porilor. Deci această metodă poate fi utilizată în principal în fabrică. În schimb, activarea chimică este mai eficientă, utilizând în mod obișnuit reactivi precum hidroxidul de potasiu pentru tratarea materiilor prime la activarea chimică poate genera mai mulți micropori la temperaturi mai scăzute, îmbunătățind semnificativ conductivitatea electrică și performanța de adsorbție. Deci metoda este de obicei folosită în laborator. Ambele metode au avantajele lor: activarea fizică este mai ecologică, dar durează mai mult; activarea chimică este mai rapidă și mai eficientă, dar necesită o manipulare atentă a reziduurilor chimice.
În cele din urmă, după ce activarea cărbunelui activ este finalizată, este necesar și post{0}}tratamentul. Aceasta include spălarea cu apă pentru a îndepărta agenții de activare reziduali, urmată de tratarea într-un cuptor cu temperatură înaltă-la peste 800 de grade pentru a spori duritatea. Ulterior, cărbunele activ este uscat și clasificat prin cerne în funcție de dimensiunea particulelor pentru a asigura consistența produsului finit. Post-tratamentul strict poate preveni contaminarea și poate optimiza stabilitatea cărbunelui activ.
În concluzie, formarea cărbunelui activ este un proces complex. Prin controlul meticulos al etapelor de carbonizare, activare și post{1}}tratare, materialele organice care conțin carbon-obișnuit pot fi transformate în cărbune activ adsorbant foarte eficient. Această tehnologie nu numai că promovează dezvoltarea domeniului protecției mediului, dar oferă și noi posibilități de stocare a energiei și cataliză industrială. Odată cu progresul tehnologic, producția de cărbune activ evoluează spre o direcție mai durabilă.