激光粒度儀在活性炭粒度檢測中的應用

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一、 活性炭及應用

活性炭又稱活性炭黑。是黑色粉末狀或顆粒狀的無定形碳。活性炭主成分除了碳以外還有氧、氫等元素。活性炭是具有孔隙結構發(fā)達、比表面積大、選擇性吸附能力強的碳質吸附材料。在一定的條件下，對液體或氣體的某一或某些物質進行吸附脫除、凈化、精制或回收，從而實現(xiàn)產品的精制和環(huán)境的凈化（蔣劍春，2010）。時至今日，活性炭已經被廣泛應用于工業(yè)、農業(yè)、國防、交通、食品、醫(yī)藥、環(huán)境保護等各個領域，并且活性炭使用失效后可以用各種辦法進行多次反復再生。

活性炭主要是以木炭、木屑、各種果殼、煤炭和石油焦等高含碳物質為原料，經碳化和活化而制得的多孔性吸附劑。活性炭的吸附大多數(shù)是物理吸附，即范德華吸附，也有化學吸附。

二、活性炭發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展前景：

中國活性炭在應用歷史上簡單分為三個階段：第一階段是20世紀40年代以前，中國制藥工業(yè)、化學工業(yè)中使用活性炭量大，都用進口貨。第二階段自20世紀50年代初開始，國產活性炭上市.生產與應用相互促進，活性炭的應用范圍被迅速開拓。中國活性炭的應用，不僅在國內市場發(fā)展，而且進入了國際市場。第三階段2003-至今；活性炭應用于裝修污染治理，專用于吸附甲醛、苯系物、氨、氡等所有對人體有害的氣體及空氣中的浮游細菌。目前市場上家用活性炭眾多，活性炭已走進千家萬戶，成為健康時尚的環(huán)保產品。

傳統(tǒng)活性炭大都用于廢氣廢水處理。目前，隨著高比面積超級活性炭的面世，人們也試圖把它利用到人體上。

活性炭無粉塵技術的開發(fā)及應用問題一直是業(yè)內人士特別關注的。但是，無論是以煤為原料，還是以果殼或是木材為原料所生產的不定型顆粒活性炭、圓柱形活性炭還是球形活性炭都無法徹底地清除掉其表面上附著的粉塵，特別是無法在基本保持活性炭原有的吸附特性的前提下清除活性炭表面上附著的粉塵。長期以來，市場一直在呼喚的活性炭無粉塵化技術至今未能研制成功。因此，這方面的發(fā)展也有一定的前景。

這些年來，世界上主要活性炭生產國美國、日本等都已經把著眼點轉向活性炭再生技術開發(fā)方面，活性炭使用一次后丟棄還是經再生利用已經成為反映一個國家活性炭工業(yè)水平的重要標志。

三、活性炭目數(shù)與吸附力

我國已躍升為世界上最大的活性炭生產和出口國，活性炭檢測方法對產品的評價，檢測標準的統(tǒng)一，內外貿易質量糾紛處置等，無疑是十分重要的。目前國內評價活性炭大多采用碘值、亞甲藍值等指標，但在工程實踐上，不僅需要考慮粉末活性炭的總吸附比表面積，還要判斷粉末活性炭顆粒內部的孔徑分布是否容易達到快速吸附、使用過程中粉末活性炭是否達到吸附平衡，另外還需考慮炭粉粒徑的大小，目數(shù)小的粉末活性炭的吸附比表面積小，吸附效果差一些，目數(shù)大的比表面積大，吸附效果將好一些，但目數(shù)太大有可能穿透濾池。

活性炭目數(shù)指的就是篩網(wǎng)密度，活性炭顆粒的大小就用目數(shù)來表示。比如煤質顆粒活性炭，木質顆粒活性炭，果殼顆粒活性炭都是用目數(shù)表示。

目數(shù)越大說明顆粒越小，一般超過100目，活性炭顆粒就趨于粉末了，但是其實還是顆粒；目數(shù)越小，則活性炭顆粒越大，比如8目數(shù)-12目數(shù)的活性炭顆粒就很大。

所謂目數(shù)，是指物料的粒度或粗細度。一般定義是指在1英寸*1英寸的面積內的篩網(wǎng)，物料能通過該篩網(wǎng)，篩網(wǎng)的孔數(shù)即定義為目數(shù)。如200目，就是該物料能通過1英寸*1英寸內有200個網(wǎng)孔的篩網(wǎng)。以此類推，目數(shù)越大，說明物料粒度越細；目數(shù)越小，說明物料粒度越大。篩分粒度就是顆粒可以通過篩網(wǎng)的篩孔尺寸，以1英寸（25.4mm）寬度的篩網(wǎng)內的篩孔數(shù)表示，因而稱之為目數(shù)。

一般來說，活性炭單位體積中目數(shù)越多，接觸空氣面積最大，吸附性越好。這個是有限度的，例如竹炭。孔大，目數(shù)少，接觸面積小。椰殼活性炭，目數(shù)多，接觸面積大，效果好。煤炭經過提煉成的活性炭只能用于工業(yè)使用。拿同樣的5-10目和10-24目的凈水炭來說，同樣重量下，10-24目的活性炭接觸面積大，凈化效果好，但是他的流速慢，凈水量少，如果裝在凈水設備中，小設備用小顆粒，大設備用大顆粒。

活性炭目數(shù)可通過換算表格直接換算出顆粒粒徑大小，由此可了解活性炭的粒徑大小。活性炭的國家標準中明確規(guī)定粒度分布和有效粒度的范圍，由此可見活性炭質量檢測中粒度檢測成為檢測標準之一。

四、活性炭粒度檢測

顆粒粒度的測量方式很多種，近年來實驗室最常用的激光粒度檢測因其測試速度快、重復性好、測量范圍寬等顯著特點成為世界流行的顆粒測試儀器。活性炭在顯微鏡下觀察有長條狀，并且粒徑較大，樣品不易團聚。此樣品隨著超聲時間的延長，粒度逐漸變小，樣品易被超碎，不易長時間超聲，超聲一分鐘可以保存數(shù)據(jù)。經過多次測試對比，測試結果穩(wěn)定。測試報告如下：