活性炭的不同制造方法及详细活化过程

    活性炭，是黑色粉末状或块状、颗粒状、蜂窝状的无定形碳，也有排列规整的晶体碳。活性炭中除碳元素外，还包含两类掺和物：一类是化学结合的元素，主要是氧和氢，这些元素是由于未完全炭化而残留在炭中，或者在活化过程中，外来的非碳元素与活性炭表面化学结合；另一类掺和物是灰分，它是活性炭的无机部分，灰分在活性碳中易造成二次污染。活性炭由于具有较强的吸附性，广泛应用于生产、生活中。
    早期生产活性炭的原料为木材、硬果壳或兽骨，后来主要采用煤，经干馏、活化处理后得到活性碳生产方法有：化学药品活化法活性炭、强碱活化法活性炭、气体活化法活性炭、水蒸气活化法活性炭、物理化学法。

    制造活性炭的关键工艺是活化。由于所用活化剂的不同，可分为两类方法：
    (1) 用氯化锌或磷酸等化学品为活化剂的化学品活化法；
    (2) 用水蒸气或二氧化碳等为活化剂的气体活化法。
    前者称为化学活化法，后者称为物理活化法。其实两类活化过程都各自民生质的变化，都是化学变化的过程。
化学品活化法

    气体活化法以水蒸气、二氧化碳或两者混合气体为活化剂，将含碳物料和气体在转炉或者沸腾炉内，在800-1000℃高温下进行碳的氧化反应，制成细孔结构发达的活性炭。

     水蒸气、二氧化碳和碳的反应是吸热反应，而氧和碳的反应是很强的放热反应，因此炉内反应温度难以控制，尤其要避免局部过热，防止不均匀活化更难，故氧或空气不宜作为活化剂。有时使用空气和水蒸气的混合气体，用碳的燃烧作为热源。多数情况下用烟道气和水蒸气的混合气体，由于不可避免地会混入少量氯气，造成水蒸气、二氧化碳和氧气三种气体同时参与活化。
    值得注意：在混合气体中少量的氧会使活性炭具有很大的孔隙。氧与碳的作用速度百倍于二氧化碳，而且因钾盐存在而大增，因此含钾的原料在含氧的气体中会剧烈反应，以致发生失控的燃烧而不是活化。
    各种少量化合物，例如碱金属和碱土金属的盐类，几乎全部氯化物、硫酸盐、醋酸盐和碳酸盐，还有大多酸类和氢氧化物，在气体活化中具有催化加速作用。工业上常用的催化剂是氢氧化钾和碳酸钾，用量在0.1%到5%之间。以固态催化剂和含碳物料混合，或以溶液加入，或成型低温炭化。
     如果烟煤中加碱金属盐类活化，那么不单用水蒸气活化，而要用含二氧化碳的混合气体活化。