控制煤制活性炭碳化工艺的过程

控制煤制活性炭碳化工艺的过程
      在煤质活性炭中，尽管不同的煤的化学组成变化很大，但其有共同的结构特征一一都含有能近似共面连接的芳香层单元，井伴随着有机脂肪、脂环和氧化芳香组分的明显凸起。正是由于这些凸起“基团”限止了芳香层按石墨结构模式的排列。

当煤受热时，由于煤大分子的凸起部分键能弱，加热使其断裂形成碎片.释放出被它们锁住的芳香层。这些碎片与先前包嵌在煤结构网络中的小分子物质一起，起着流动润滑剂的作用。他们插入芳香层之间，阻止芳香层的交联，抵消范德华相互作用，促使芳香层在层面方向上相对滑移，相互取向，生成各向异性的炭素前驱体。

正是可移动的芳香层平面、小分子碎片、未能逸出而束缚在质胶体中的气体以及小分子量的芳香化合物之间的组合促进生成石墨化的炭化物。因此，缺乏或破坏上述因素的一个或几个.就可使煤炭化时难以生成足够的液体，煤炭化后生成各向同性、无定形炭为主的炭素前驱体。在低级别的煤中(如褐煤)，热解时虽然有充足的“润滑剂”但由于煤大分子的平面芳香层单元太小，并几分散.就不能形成择优取向所要求的有效堆垛和层间相对滑动。因此低变质程度的煤炭化产物一般是无定形为主的各向同性炭。而在别煤中(某些无烟煤)，尽管垂直芳香层方向的芳香C一C化学交联键有很高的热稳定性，同时也缺乏足够的“润淆剂’，但由于这类煤中在热处理前就已经是定向排列的，故碳化物仍是近石墨化的产物。

对煤制活性炭的碳化过程的控制：氧化作用使得煤的大分子及侧链内部的反应性提高，使得聚合反应从低温处即开始进行，更多的侧链低分子化合物好像被各种含氧官能团的架桥结构“封闭”在煤分子内难以逸出; KOH的加入是使脂肪烃化合物在很低的温度下反应产生氢 逸出，而 ZnC12 的加入却是通过自己的催化裂解作用减少低分子烃的量;缓慢炭化则是以尽可 能慢的速度把煤的粘结成分在低温徐徐加热分解，在不表现出明显的塑性阶段时直接使其固化形成炭的骨架，生成取向性斧的无定形炭。