废气处理用蜂窝活性炭是什么？有哪些特征？

时间：2021-08-17

随着活性炭产品的逐渐进入大众的视野，人们对活性炭越来越了解，以前废气处理等气相处理多使用柱状活性炭，近几年来，蜂窝活性炭因其高颜值和低风阻逐渐进入了大家的视野之中。

那么蜂窝活性炭究竟是什么呢？都有哪些特征呢？下面来跟着小编详细的了解下。

蜂窝活性炭是指具有许多狭长、直的(或者弯曲的)平行通道的整体结构活性炭。在众多的活性炭产品中，蜂窝活性炭具有其的优点:，蜂窝活性炭包含了活性炭原有的优点，例如:比表面积大、表面化学官能团稳定、抗酸碱腐蚀性、疏水性等;其次，由于自身*特的蜂窝状结构，使其具有开孔率高、几何表面积大、扩散路程短、损等新优点。

在其众多的优点中，较大优点莫过于压力损失小，在同样条件下，蜂窝活性炭的阻力仅为同比颗粒活性炭的1/10左右。基于以上优点，蜂窝活性炭在气体净化、储存以及催化剂载体等领域有的应用潜力。

一.蜂窝活性炭的结构特征

按制备过程的差异可将蜂窝活性炭分为两种结构类型:整体式蜂窝结构和涂层式蜂窝结构。

1.整体式蜂窝结构在蜂窝结构形成期间添加炭或炭前驱体,虽然单位体积的蜂窝结构含炭量较高，但其机械性能差，一旦结构被损害，重建反应器的费用昂贵。因此，确保整体式蜂窝结构的机械强度显得尤为重要。

2.涂层式蜂窝结构由蜂窝结构和涂在载体上的炭层组成，这种结构使其单位体积的蜂窝结构含炭量比整体结构要低，但机械特性强。对涂层蜂窝结构来说，其主要缺点是涂层成片脱落，因为涂层成片脱落会造成活性炭材料减少且对**式装置有害;因此，能否使涂层牢固地粘附在块状结构上是防止涂层成片脱落的关键。

通常的蜂窝活性炭主要有圆柱形、椭圆柱形和长方体三种外形，它们含有正方形、圆形、六边形或三角形的通道，具有较大的比表面积和丰富的微孔结构，蜂窝结构内部具有平行的直通通道，其直通孔道具有的大小和表面特性使其动量、质量和热量的传递特性在各个通道内一致，这就避免了固定床中颗粒催化剂随意性堆积而造成流体不均匀和产生热点现象的可能性。

蜂窝活性炭结构主要有三个几何特征参数:通道或腔胞的形状、通道的尺寸以及壁厚。其他特征参数如胞密度(单位表面积的胞个数)、几何表面积和孔隙率，都可由三个参数计算得到。

二.蜂窝活性炭的吸附特性

蜂窝活性炭的吸附性能主要取决于材料参数和过程参数。材料参数包括炭的吸附孔隙率、含量和蜂窝结构的壁厚;过程参数包含流体流速、吸附质的浓度、吸附潜能(吸附潜能取决于碳结构和吸附质的特征参数)。

吸附性能通常是由穿透曲线来表征的。穿透曲线是吸附前后吸附质浓度的比值随时间变化的一个函数。当吸附前后吸附质浓度比达到0.95时，所吸附的吸附质的总量称为穿透容量，它取决于流体流速、吸附质浓度和蜂窝中的含碳量等因素。

1.从蜂窝活性炭的宏观结构来说

壁厚是十分重要的参数。可以通过改变壁厚来提高它的吸附效率。在孔隙率相同的情况下，壁厚增加，则单位体积蜂窝的含碳量也随之增加，从而可以提高吸附容量。这是因为壁厚增加，则蜂窝中流体通道的截面积减少，这样真实的表面或体积流速会增大，同时，吸附位又可提供连续吸附，因此壁厚蜂窝活性炭应该具有好的吸附效率和吸附容量。

2.从蜂窝活性炭的微观结构来说

微孔数量同样是非常重要的参数。蜂窝活性炭的吸附是由于孔隙表面上存在着一定的附着点，但并不是吸附分子与吸附点一一对应的方式进行吸附，而是吸附分子从吸附力强、直径小的孔隙开始，逐渐向直径大的空隙中填充，直至所有孔隙都充满吸附质，达到饱和吸附状态为止。在调整蜂窝活性炭的结构的时候，可以通过调整蜂窝活性炭的成分，以改变微孔孔隙率。

蜂窝活性炭经过几十年的发展，从强度、形状以及成本等方面都有了很大的改进。如前所述，蜂窝活性炭将活性炭和蜂窝状结构各自的特点整合于一体，使其在气体净化、储存以及催化载体等领域有着的应用前景。随着人们对其结构和性能不断深入地认识和研究，蜂窝活性炭将会得到加广泛的应用。

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