活性炭再生原理簡述
活性炭的吸附過程就是活性炭與吸附質之間的相互作用而形成一定的吸附平衡關系，而活性炭的再生就是采取各種辦法破壞原有平衡條件，從而使吸附質從活性炭中離去。主要方式有:①改變吸附質的化學性質，降低吸附質與活性炭表面的親和力;②用對吸附質親和力更強的溶劑萃取;③用對活性炭親和力強于吸附質且相對更易脫除的物質將吸附質置換出來，然后將置換物質脫附，從而使活性炭再生;④用外部加熱、升高溫度的辦法改變平衡條件使吸附質脫除;⑤降低溶劑中溶質濃度(或壓力)使吸附質脫附;⑥使吸附物(有機物)分解或氧化而除去。針對可逆氣相吸附，通常采用的方法是通入120℃以上的加熱蒸氣使吸附

物理法生產活性炭過程中應注意的問題
前文已提到根據杜比寧的觀點，當氣化損失率小于50%的時候將得到以微孔為主的活性炭;氣化損失率大于75%時則得到以大孔為主的活性炭;氣化損失率介于二者之間時則得到的活性炭兼具微孔和大孔結構。一般氣體活化法得率為20%~30%，因此原料總利用率只有10%左右，其余部分已隨活化反應尾氣逸出。因此在產品質量的前提下盡可能提高原料利用率是獲得大經濟效益的關鍵。有研究表明在原料炭化還有活化過程中加入一些化學試劑均可提高反應得率，例如，木材炭化過程中加入一定量的磷酸可以使得率由39%提升至45%，纖維素炭化過程中加入一定量的磷酸鹽亦可大幅提高炭化得率。
此外在氣體活化法中，所產生的尾氣中含有CO、Hz等高熱值氣體，并且尾氣溫度也很高。充分利用尾氣的熱量和其中的可燃氣體也是降低成本、實現節能減排、增加經濟效益的有效途徑。

通過控制溫度來控制活性炭產品的孔隙分布，從而制備具有不同用途的活性炭產品。一般而言，水蒸氣活化法的活化溫度控制在800~950℃.煙道氣活化的溫度控制在900~950℃，空氣活化的溫度控制在600℃左右。此外，對于不同的原料，活化溫度的影響也有區別。例如有研究發現，以泥發為原料生產活性炭時，較高的活化溫度(1040℃)反而有利于提高微孔含量，低溫卻有利于中大孔的形成[28]。因此在生產過程中，應根據原料、所制備活性炭的用途以及所采用的活化劑來確定活化溫度。
.活化時間
在活化條件下，氣體活化按照造孔一擴孔步驟進行，即先開始在炭化料肉部形成大量的微孔，相鄰碳微晶之間原本閉塞的微孔也被打開，從而使活性發比表面積增大，吸附能力增強，而隨著反應的進一步進行，碳微晶層面上的碳開始被消耗，使微孔變大、塌陷，直到相鄰微孔之間的孔壁被完全燒蝕形成中大孔結構，導致活性炭比表面積降低。由于反應速率隨溫度變化而變化，不同原料的活化難易程度也不一樣，因此若活化溫度較低或者原料活化反應性較差時，活化時間應適當延長，反之亦然。
例如以煤為原料，水蒸氣為活化氣體，活化溫度為900℃，水蒸氣流量為
1.2kg/(kg.h)，實驗結果表明活化時間在2~5h范圍內所得到的活性炭碘吸

為提高產品得率、降低生產過程中的能源消耗并同時產品質量，中國林業科學研究院林產化學工業研究所活性炭研究室開發出了原料熱解自活化的新工藝，該工藝的基本原理是在密閉反應容器中，原料在高溫下熱解產生出大量氣體、這些氣體即可作為活化反應的氣體、同時由于體系的壓力增高，椰殼觸織細胞內的氣體強制逸出時、會對椰殼組織結構產生一定沖擊，這種沖擊作用可以改善椰殼組織結構，從而促進高溫自活化時活性炭微孔的形成與發展。
該工藝與傳統工藝制備的活性炭性能比較如表3-1所示。
表31新工藝與通常的活化工藝比較
新鼎方法 工藝過程 活化時間h 能耗 活化劑消耗 氣、液相污染
化工藝 熱馨自話 活性炭 椰夾一熱解一 工藝簡便 4 低 無活化劑 無氣、液污染
物理法工藝活化一活性炭椰殼一炭化一工藝復雜8消耗大量水蒸氣、煙道氣等氣體活化劑粉塵污染
曝殼一炭化一 消耗數信的
化學法工藝粉種一與活化劑混合一活化一工藝復雜6低鋅、氫氧化鉀磷酸、氯化氣、液橙污染大
洗滌一活性炭
劉雪梅等以椰殼為原料、采用熱解活化法于900℃下密閉處理4h后制備了活性炭，實驗結果表明所制的活性炭比表面積為994m2/g，微孔容積為
0.43cm’/g、微孔率達到85%、平均孔徑為2nm，該活性炭碘吸附值為1295mg/g、亞甲基藍吸附值為135mg/g、亦說明其孔徑分布以微孔為主之后劉雪梅等又進一步延長活化時間至8h、雖然得率降為9.4%，但活性炭比表面積達到1723m/g、微孔容積為0.68cm/g、碘吸附值與亞甲基藍吸附值分別達到了1628mg/g和375mg/g、均優于市售凈水用活性炭，作者認為反應機理是在密閉空間中、物料發生熱解反應生成大量的CO、H.O.H、

物理法制備技術與裝置

活性炭物理法機理簡介
物理法通常指氣體活化法，是以水蒸氣、煙道氣(水蒸氣、CO2、N?等的混合氣)、CO:或空氣等作為活化氣體，在800~1000℃的高溫下與已經過炭化的原材料接觸進行活化的過程。在這個過程中，具有氧化性的活化氣體在高溫下侵蝕炭化料的表面，使炭化料中原有閉塞的孔隙重新開放并進一步擴大，某些結構因選擇性氧化而產生新的孔隙，同時焦油和未炭化物等也被除去，終得到活性炭產品。由于物理法通常采用氣體作為活化劑，工藝流程相對簡單，產生的廢氣以CO2和水蒸氣為主，對環境污染小，而且終得到的活性炭產品比表面積高，孔隙結構發達，應用范圍廣，因此在活性炭生產廠家中70%以上都采用物理法生產活性炭。下面對物理活化法的機理、工藝流程、裝置設備及國內外發展現狀等進行具體闡述。
一、原料炭化
物理法制備活性炭需要先將原料在400~600℃下進行炭化處理，使原料中碳元素以外的主要元素(氫、氧等)以氣體形式脫除，通過CO:、CO 的形式也可使一部分碳元素釋放出去，殘留的碳元素則多數以類似石墨的碳微晶形態存在。然而和石墨晶體不同的是，這些碳微晶的排列是雜亂無章的，因此形成了具有活性炭原始形態的結構。但是僅僅經過炭化處理，碳微晶的周圍以及碳微晶之間的縫隙仍被熱解所產生的焦油或者無定形碳堵塞，因此需要進一步活化處理，除去這些堵塞孔隙的物質才能得到具有發達孔隙結構的活性炭。
二、氣體活化法過程簡述
在炭化的中間產物進行活化期間，是基本碳微晶以外的無定形碳
1活性炭原料的影響
(1)木屑樹種的影響 實驗證明，活性炭的吸附性能與木屑樹種有密切的關系，多數情況下，認為杉木屑較松木屑好，松木屑較硬雜木屑好，軟雜木屑較硬雜木屑好，材質硬的木屑會影響氯化鋅溶液的滲透速度。但通過選擇適當的生產條件，采用混合木屑作原料，也可以克服由原料所引起的不利影響，生產出合格的活性炭。
(2)木屑含水率的影響木屑含水率對炭活化過程沒有直接影響，但會影響氯化鋅溶液的滲透速度，因而影響氯化鋅溶液浸漬的時間。對連續浸漬或混合過程尤為重要。含水率高(在纖維飽和點以上)的木屑不僅會降低氯化鋅溶液的滲透速度，而且要降低氯化鋅溶液濃度，從而影響炭活化效果。因此，當木屑含水率超過30%時，浸漬時間要求在8h以上，當木屑含水率在纖維飽和點以下時，氯化鋅溶液的滲透速度要快一些。木屑含水率在15%以下時，混合時間短(15min)。木屑含水率還影響其對氯化鋅溶液的吸收量。例如，生產顆粒活性炭，吸收一定數量的濃度較低的氯化鋅溶液，因此要求木屑含水率不超過 5%。當生產糖用活性炭時，吸收足夠數量的高濃度的氯化鋅溶液，如果木屑含水率過高，就會降低氯化鋅溶液的濃度，從而影響鋅屑比，終影響活性炭的孔徑分布。