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吉建斌

 
 
 

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煤质活性炭的工业制造及应用知识培训教程(26)  

2017-11-22 07:32:34|  分类: 活性炭产业 |  标签: |举报 |字号 订阅

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编写:吉建斌(2004年)

(2)检验方法

除灰分、pH值、水溶物三项外,目前国内的活性炭制造业尚未普及进行活性炭的化学性质分析,部分外销型企业借助各自的营销渠道拿到了部分与活性炭纯度分析有关的检验方法,建立了相当于企业标准的实验方法,由于缺乏统一的行业标准,经常在结果的可比性方面产生问题,甚至在一些概念方面亦存在一定程度的误解。

这些检验方法目前包括:水溶物含量、水溶灰含量、酸溶铁、水溶铁、重金属溶出量、微量元素含量、微量元素溶出量、半脱氯值、ABS值、糖蜜值等。

易混淆的概念包括:“水溶物”和“水溶灰”;“吸附值(容量)”和“工作容量”;“饱和容量”和“穿透容量”等。

综上所述,我国的煤质活性炭一般性质检验项目国家标准中,物理性能检测项目较为完备;吸附性能检验项目数量虽多于美国和日本标准,但有失偏颇,在与应用性能结合程度方面远逊于美国;化学性质检验项目几乎属于空白。

为了适应销售订单中规定项目越来越多、与应用性能结合越来越紧密的现状,活性炭制造业必须加紧培养具创新意识的质检从业人员,逐步建立起完备的企业标准或行业标准及相应的试验方法,以积极迎接市场挑战。

二、煤质活性炭微观结构的检验

煤质活性炭的微观结构表征项目包括比表面积、孔容积(分微孔容积、中孔容积、大孔容积等,有时更会细分为细微孔、次微孔、细中孔、粗中孔等)、平均孔隙直径、最可几直径等。

我国的国家标准中规定了孔容积和比表面积的测定方法,美国和日本标准中则没有对应的规定。迄今为止,世界各国都未能拿出一套可用于表征活性炭微观结构的、能令大多数从业者信服的标准试验方法。

目前大多采用全自动吸附仪,采用液氮静吸附方法来表征活性炭的微观结构,但由于所选用的仪器及数据处理方法的差异,检测结果差距极大。为了消除分歧,我们建议采取以世界上最权威的德国鲁奇公司活性炭性能评价专业实验室的检测数据为基准,建立起自己的组合数据处理体系,以获得能被世界上主要活性炭消费国认可的检测结果。我们曾采用卡尔冈公司F400活性炭为标准试样,经多家实验室共同检测,并对比分析实验数据后,初步建立起一整套获得活性炭微观结构性能(含微孔容积、中孔和大孔容积、表面积、平均孔直径)的检验、分析方法【18】

三、煤质活性炭应用效果的模拟评价和检验

前文已经述及,世界上主要国家的活性炭标准检验方法中,只有美国标准规定了与气相和液相应用有关的原则性、指导性测定方法,这些标准虽然大大扩展了可检测的吸附质数量,也对应用领域选用活性炭品种的工作准确性大有裨益,但由于这些方法仅对单组分吸附质适用,而在应用实践中,吸附质几乎没有单独存在的可能性,活性炭总是会面对数种或数十种不同的物质,这些物质在活性炭上的竞争吸附不可避免,竞争吸附的发生必然导致目标吸附质的被吸持量改变,从而导致实际应用效果偏离实验室检验结果,有时这种偏离会非常严重,活性炭会被判定为“无效”或“失效”。

为了准确评价活性炭在实际应用“氛围”中的使用效果,需进行实验室模拟吸附试验,这种模拟大多采用动态试验方法来进行。对于液相模拟吸附试验,一般采用吸附柱方法,控制柱子合理的长径比例和活性炭装填量(或装填高度),有时使用待处理工业态原液,有时根据液相中已知的主要成分进行配液,选择不同的工艺条件进行试验,然后经数据处理得到最佳工艺条件组合,用于指导实际应用。采用吸附柱法进行活性炭液相应用性能模拟评价的方法已相当成熟,文献中也多有报道【19?22】

对于气相模拟吸附试验,情况较为复杂,当采用动态模拟实验时,多采取配气法模拟工业气相氛围,选用合适的吸附管(亦可视为更小型一些的吸附柱),调整试验条件以获得不同工艺条件下的“吸附穿透曲线”和“床层厚度与防护时间曲线”等,进而指导活性炭吸附装置的设计和运行条件的选择【23,24】。当采用静态模拟试验时,采用向已加入活性炭的定容积吸附器中加注待吸附气体的方法进行试验【25】。静态模拟法试验结果的准确性不如动态法。另外,总体来讲,气相模拟吸附实验远不如液相模拟试验成熟,原因是气相组成更为复杂,干扰组分更多,当然亦有例外,如用于密闭空间的溶剂蒸气回收时,模拟试验的效果是非常好的。

前面已经讲到,活性炭的应用效果模拟评价和检验工作已逐渐由专业质检人员来主持进行了,这也是质检人员面临的挑战之一。

总之,煤质活性炭的质检工作面临着极大的挑战,目前制造业所能检验的指标项目不仅少,而且离用户的要求还相差很远。为了顺应市场需求,迎接挑战,各活性炭制造企业急需建立起一支能科学、严谨、细致地从事检验工作,同时又具有创新意识,能创造性地开展检验工作的质量检验员工队伍,从而提升活性炭的产品价值,适应并引导活性炭产品的消费潮流。

参考文献

煤质活性炭的工业制造及应用知识培训教程(26) - 不在眉头愁 - 吉建斌的网易博客 
煤质活性炭的工业制造及应用知识培训教程(26) - 不在眉头愁 - 吉建斌的网易博客

 

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