مبدأ عمل فرن التفعيل لمعدات إنتاج الكربون المنشط وتشكيل الكربون المنشط!
معدات الكربون المنشط - يستخدم فرن التنشيط الغازات التي تحتوي على الأكسجين مثل بخار الماء، غاز الدخان (تتكون أساسا من CO2) ، أو خليطها كمُنشطات.يأتون في اتصال مع الكربون لخضوع تفاعلات التأكسيد والحد من التنشيط، وتوليد أول أكسيد الكربون، ثاني أكسيد الكربون، الهيدروجين، وغيرها من غازات الهيدروكربون. من خلال تفاعل غازية من الكربون ("خسارة الحرق") ،يتم تحقيق الغرض من خلق مسام في جزيئات الكربونصيغة تفاعلها الكيميائية الرئيسية هي كما يلي:
C+2H2O 2H2+CO2-18kcal 1
C+H2O H2+CO-31kcal 2
CO2+C 2CO-41kcal 3
التفاعلات الكيميائية الثلاثة المذكورة أعلاه هي جميعها تفاعلات داخلية الحرارة، أي مع تقدم تفاعل التنشيط،درجة حرارة منطقة تفاعل التنشيط في فرن تنشيط الكربون النشط ستقل تدريجياًإذا كانت درجة حرارة منطقة تفاعل التنشيط أقل من 800 درجة مئوية، فإن تفاعل التنشيط المذكور أعلاه لا يمكن أن يستمر بشكل طبيعي. لذلك في منطقة تفاعل التنشيط من فرن التنشيط،من الضروري إدخال بعض الهواء والغاز المنشط الناتج عن الاحتراق في وقت واحد لإضافة الحرارة، أو لاستكمال مصادر الحرارة الخارجية، لضمان درجة حرارة تنشيط منطقة تفاعل التنشيط في فرن التنشيط.
تفاعل التنشيط ينتمي إلى تفاعل متعدد المراحل من نظام الغاز الصلب ، والذي يشمل العمليات الفيزيائية والكيميائية.تتضمن العملية بأكملها انتشار المنشط من المرحلة الغازية إلى السطح الخارجي للمادة المتكربة، انتشار المنشط على السطح الداخلي للمادة المتكربة ، امتصاص المنشط من خلال السطح الداخلي والخارجي للمادة المتكربة ،تفاعل الغاز على سطح المادة المتكربة لإنتاج منتجات وسيطة (مجمع السطح)تحلل المنتجات المتوسطة إلى منتجات تفاعلية and the desorption of reaction products The desorbed reaction products diffuse from the inner surface to the outer surface of the carbonized material through three stages of activation and pore formation.
المرحلة الأولى: فتح المسام التي تشكلت أثناء التكربون ولكن تم إغلاقها بواسطة ذرات الكربون غير المنظمة والشوائب ، أي عند درجات الحرارة العالية ،الغاز المنشط يتفاعل أولاً مع ذرات الكربون غير المنظمة والشوائب.
المرحلة الثانية: المسام المفتوحة تتوسع باستمرار وتختمر وتتطور نحو العمق. ذرات الكربون على حافة المسام، بسبب بنيتها غير المشبعة،تميل إلى التفاعل مع الغازات المنشطة، مما يؤدي إلى التوسع المستمر والتنمية نحو عمق المسام.
ثلاث مراحل: تشكيل مسام جديدة. مع استمرار تفاعل التنشيط، تتعرض ذرات الكربون غير المشبعة الجديدة أو المواقع النشطة على سطح البلورات الدقيقة،وهذه المواقع النشطة الجديدة يمكن أن تتفاعل مع جزيئات أخرى من الغاز المنشطهذا الاحتراق غير المتساوي على سطح البلورات الدقيقة يؤدي باستمرار إلى تشكيل مسام جديدة.
تتضمن ظروف التشغيل الرئيسية للسيطرة على عملية فرن التفعيل درجة حرارة التفعيل ، وقت التفعيل ، معدل تدفق ودرجة حرارة المنشط ، سرعة التغذية ،ومحتوى الأكسجين في فرن التفعيل.
يتم سحق المادة المكربونية وتفحصها، ويتم اختيار جزيئات الكربون المؤهلة كمواد خام للتنشيط. يتم إعادة جزيئات الكربون الخام إلى عملية السحق والفحص،بينما يتم إرجاع جزيئات الكربون الدقيقة لاستخدامها كوقوديتم رفع جزيئات الكربون المؤهلة بواسطة مصعد دلو إلى أعلى فرن التنشيط ويتم إضافتها ببطء إلى الفرن بمساعدة جاذبية المادة المكربونية.يتم إضافة الكربون إلى فرن فرن التنشيط في فترات معينة ويتفاعل مع البخار المفرط الحرارة المرسل فييتم تسخين الكربون وتجفيفه بواسطة البخار خلال عملية النزول التدريجي ، وتحقيق التنشيط ، ثم يتم تبريده وتفريغه من منفذ التفريغ السفلي على فترات زمنية.يتم تسخين بخار الماء أولاً إلى 300-400 درجة مئوية وإرساله إلى أنبوب التنشيط كوسيلة تنشيطيتدفق بالتوازي مع المادة المتكربة من الأعلى إلى الأسفل ويأتي باستمرار في اتصال مع جزيئات الكربون خلال عملية التدفق. بعد سلسلة من تفاعلات التفعيل،يتم حرق الكربون في الجزء السفلي من أنبوب التنشيط ويتحول إلى غاز الماءغاز الماء والكربون المنشط يدخلون إلى قسم التبريد معًا ويتم فصلهم في أنبوب الفصل.ثم يتم إرسالها إلى الفرن الخارجي من أنبوب التفعيل السفلي للاحتراق من خلال تدفق الدخان السفلييتم امتصاص الهواء من قبل أنبوب الهواء الثانوي لتلبية احتياجات الاحتراق.يتم نقل غاز الدخان عالي الحرارة الناتج عن الاحتراق إلى الشبكة من خلال غرفة تخزين الحرارة لتبادل الحرارة، الحفاظ على درجة حرارة الفرن والسماح لاستمرار تفاعل التنشيط بشكل مستمر.
بعد أن يتم تنشيطه بواسطة معدات الكربون المنشط - الفرن المنشط ، يتم تبريد مواد الكربون المنشط وتحطيمها وفحصها ، ويتم بيع المنتج النهائي.يتم إعادة تدوير الكربون الدقيق ودخول عملية مسحوق الكربون المنشط.
