摘要：突破傳統生產方法的限制，用化學法生產果殼（杏核、松子殼、核桃殼等）不定型顆粒活性炭，并同時對諸影響因素做了研究。其中杏核炭的得率為34.2%，這較傳統的斯列普爐活化法在得率上高出近2倍。根據標準GB/T13804-92和GB/T13803-92，可用做木質凈水用炭和木質味精用炭。

1 前言

我國果殼資源有限，而果殼顆粒活性炭的應用又相當廣泛。目前，果殼的活化基本上采用物理法，而通常物理法活性炭得率對果殼而言只有8%~10%，有的甚至更低。因此改進工藝，提高活性炭得率，對緩解果殼資源緊張和增加企業收益都具有重要意義。通過試驗研究，證明化學法可以大大提高果殼活性炭得率。

另外，可作為生產活性炭的果殼原料有很多種，而目前只有杏核和椰殼得到了廣泛的應用，相對而言，其他的果殼原料（如松子殼、核桃殼等）仍沒有得到人們的重視。當然，這也與產地分散、產量相對小、收集困難等客觀因素有關，但從長遠來看，這些資源不失為一個可考慮的開發方向。

2 原料成分分析及工藝研究

試驗所用原料中，山核桃殼和松子殼為哈爾濱地區所產，杏核為北京地區所產，其組成成分見表1。

表1 3種果殼原料組成成分

2.1 工藝說明

原料中浸入一定量的化學藥劑，會大大提高活性炭產品的得率，這也是化學法生產活性炭本身具有的特點。另外，其活化溫度（500~600℃）較物理法也要低得多，而且通過調節化學活化劑的用量，可以實現對產品質量和性能的控制，實現針對市場的需要來進行生產的目的。

本試驗采用磷酸為活化劑，將原料粉碎到一定粒度后，用活化劑水溶液浸潰；浸漬好的原料在一定活化溫度下活化，再經過活化劑回收得到成品。

2.2 影響因素

影響活化過程的主要因素有活化時間、活化溫度、磷料比及升溫速率等。經過大量的實驗研究證明：

(1) 隨著活化溫度的提高，得率呈下降趨勢，而碘值和強度則升高；

(2) 得率和碘值隨活化時間的延長而下降，而強度卻略有提高；

(3) 磷料比小于0.35時，不能得到很好的活化效果，隨著磷料比的增加，產品得率下降，而碘值和強度則是先上升后下降。因此，磷料比控制在0.4~0.6g/g的范圍內比較適宜，見表2。

表2 活化時間、活化溫度及磷料比等因素對活化過程中各指標的影響

2.3 較佳工藝條件及產品性能指標

采用正交實驗法，在大量的實驗基礎上，確定了較佳工藝條件是：活化溫度400~600℃；活化時間0~120min；藥液濃度50%~70%。采用較佳工藝條件生產的果殼活性炭產品性能指標見表3、表4。

表3 較佳工藝條件下產品常規分析

表4 產品空隙結構分析

3 結論

3.1 化學制備果殼顆粒活性炭是可行的。以果殼為原料（杏核、核桃殼、松子殼），采用磷酸法生產不定型顆粒活性炭，得率在30%以上，較傳統物理法生產在得率上提高約2倍。

3.2 從產品的檢測結果看，根據GB/T13804-92和GB/T13803-92中的有關要求，化學法制備的顆粒炭，可以用做木質味精精制用炭等用途。

3.3 從得率上看，如應用于生產實際，可獲取巨大的經濟效益。用本工藝生產1t活性炭需原料約3t，而物理法則至少需要9t，不但節省原料，而且不需要單獨的炭化過程。以1t杏核500元計算，僅此一項，每噸產品可降低原料費用3000元。