1. Seleção e Preparação de Matérias-Primas. As matérias-primas de carvão ativado estão amplamente disponíveis, incluindo principalmente materiais lenhosos, como madeira, cascas de frutas e palha; materiais-à base de carvão, como antracito, carvão betuminoso e linhita; e outras substâncias-contendo carbono, como coque de petróleo e asfalto. Ao selecionar matérias-primas, fatores como teor de carbono fixo, teor de cinzas, matéria volátil e teor de umidade devem ser considerados para garantir o desempenho e a qualidade do produto final. A preparação da matéria-prima inclui trituração, peneiramento, mistura e moagem para garantir tamanho ou finura uniforme das partículas, estabelecendo uma base sólida para processos subsequentes de moldagem e carbonização.
2. Moldagem e Carbonização. Moldagem é o processo de processamento de matérias-primas em formatos e tamanhos específicos. Os métodos de moldagem comuns incluem moldagem por extrusão, moldagem por laminação e moldagem por pellets. O material moldado precisa passar por tratamento de carbonização, que envolve pirólise em alta temperatura de 500-650 graus Celsius. Isso permite que elementos não-{7}}de carbono na matéria-prima escapem como gases, formando um produto carbonizado com uma estrutura preliminar porosa, também conhecido como produto semiacabado.
3. Processo de ativação. O processo de ativação é uma etapa fundamental na produção de carvão ativado, visando expandir ainda mais a estrutura porosa do produto carbonizado e melhorar seu desempenho de adsorção. Os métodos de ativação comuns incluem ativação a vapor, ativação química e ativação farmacêutica. A ativação do vapor utiliza a reação química entre o vapor e o material carbonizado em altas temperaturas para produzir uma grande quantidade de gás combustível, formando uma rica estrutura microporosa dentro do material carbonizado. A ativação química utiliza certos produtos químicos para reagir com o material carbonizado para criar novas estruturas porosas.
4. Lavagem e secagem. No caso do carvão, a superfície do carvão ativado pode reter substâncias que não reagiram ou impurezas, que precisam ser removidas por lavagem. A lavagem é geralmente realizada com água limpa ou solução ácida diluída. O carvão ativado lavado precisa ser seco para remover a umidade da superfície e dos poros, facilitando o posterior acondicionamento e armazenamento.
5. Inspeção de qualidade e embalagem. O carvão ativado seco passa por inspeção de qualidade, incluindo indicadores físicos como tamanho de partícula, resistência, densidade e teor de umidade, bem como indicadores químicos como valor de adsorção de iodo, valor de adsorção de azul de metileno e taxa de adsorção de tetracloreto de carbono, para garantir que o produto atenda aos padrões e requisitos contratuais relevantes. O carvão ativado qualificado precisa ser embalado. As formas de embalagem comuns incluem sacos de tecido, tambores de papelão e tambores de ferro, que facilitam o transporte e o armazenamento.
6. Tipos e usos de produtos. O carvão ativado vem em várias formas, incluindo pó, granular, colunar e esférico. Diferentes tipos de carvão ativado têm aplicações diferentes. É amplamente utilizado nas áreas química, farmacêutica e de proteção ambiental, principalmente para descoloração, desodorização, purificação de água, tratamento de gases residuais, tratamento de COV e como transportador.
7. Proteção e Segurança Ambiental. Os gases residuais e as águas residuais geradas durante a produção de carvão ativado devem ser tratados para atender aos padrões antes da descarga, a fim de garantir um processo de produção ecologicamente correto. Ao mesmo tempo, como adsorvente, o carvão ativado deve ser manuseado com segurança durante o uso para evitar danos ao corpo humano.
8. Otimização e Desenvolvimento de Processos. Com os avanços tecnológicos e as mudanças nas demandas do mercado, o processo de produção de carvão ativado está em constante otimização e desenvolvimento. Por um lado, melhorias e inovações em matérias-primas, moldagem, carbonização e processos de ativação melhoram o desempenho e a qualidade do carvão ativado; por outro lado, a exploração de novos campos de aplicação e demandas de mercado promove o desenvolvimento sustentável da indústria do carvão ativado.
O processo produtivo do carvão ativado é um processo complexo e meticuloso que exige um controle rigoroso de cada etapa para garantir o desempenho e a qualidade do produto final. Com a crescente consciência ambiental e as mudanças nas exigências do mercado, o seu processo de produção continuará a ser otimizado e desenvolvido, proporcionando um forte apoio à produção verde em diversas indústrias.