活性焦（Activated Coke）

物料介绍：

　　活性焦是区别于活性炭的一种称呼，其生产工艺与活性炭相似，只是比表面积和孔容积等参数没有达到活性炭的指标，但又具有一定吸附能力，特别是针对某些特殊场合，其吸附能力甚至超过了活性炭。

　　活性焦是以煤为主要原料生产的一种新型吸附材料，其生产方法为原料煤磨粉后加入特制黏结剂继而催化剂压制成型，再经炭化和浅度活化后得到的活性焦产品。

活性焦是一种多孔炭质吸附材料，兼具吸附性能和催化活性，广泛应用于烟气净化、废水处理、VOCs治理等领域。与活性炭相比，活性焦的机械强度更高、成本更低，适合大规模工业应用。

1. 活性焦 vs 活性炭

2. 核心性能指标

• 比表面积：500-1000 m²/g（中孔结构更适合大分子污染物）。

• 碘值：400-800 mg/g（表征吸附小分子能力）。

• 耐磨强度：≥95%（工业应用关键指标）。

• 灰分：≤15%（影响再生效率）。

3. 工业应用领域

（1）烟气净化

• 脱硫脱硝（SO₂/NOx）：活性焦吸附+催化还原，尤其适合钢铁、焦化行业。

• 反应原理：

  SO₂ + O₂ + H₂O → H₂SO₄（吸附在孔隙中）  
  NO + NH₃ → N₂ + H₂O（催化还原）  
  

• 汞（Hg）去除：吸附烟气中的单质汞和氧化汞。

（2）废水处理

• 工业废水：吸附苯酚、氰化物、重金属（如Cd²⁺、Pb²⁺）。

• 印染废水：脱色（去除大分子染料）。

（3）VOCs治理

• 吸附石化、制药行业的挥发性有机物（如甲苯、二甲苯）。

（4）其他应用

• 催化剂载体：用于SCR脱硝、费托合成等。

• 燃料电池电极：利用其导电性和多孔结构。

4. 活性焦再生技术

活性焦可通过再生重复使用，主要方法：

再生损耗：通常每次再生损失5-10%的吸附能力，寿命约3-5年。

5. 活性焦生产工艺

（1）原料预处理

• 粉碎：原料（如褐煤）破碎至1-5mm颗粒。

• 混合：添加粘结剂（煤焦油、沥青）提高强度。

（2）炭化与活化

• 炭化：缺氧条件下加热（600-800℃）形成炭骨架。

• 活化：通入水蒸气或CO₂（800-1000℃）扩孔：

  C + H₂O → CO + H₂（造孔反应）  
  

（3）后处理

• 酸洗：降低灰分（如用HCl去除金属杂质）。

• 成型：压制成圆柱形或球形颗粒（直径3-8mm）。

6. 市场与成本分析

• 价格：约5000-8000元/吨（视孔径和强度而定）。

• 主要厂商：

• 国内：山西新华化工、宁夏活性炭厂。

• 国际：Norit（荷兰）、Cabot（美国）。

• 替代材料：沸石分子筛（高选择性但成本高）、生物炭（低成本但强度差）。

7. 技术挑战与发展趋势

（1）当前问题

• 高湿烟气适应性差：水分竞争吸附降低效率。

• 再生能耗高：热再生需消耗大量能源。

（2）未来方向

• 改性活性焦：负载金属氧化物（如CuO）提升催化性能。

• 联合工艺：活性焦吸附+光催化降解（如TiO₂复合）。

• 智能化控制：通过IoT实时监测吸附饱和度和再生周期。

8.总结

活性焦是低成本、高强度的工业级吸附材料，尤其适合高温、高污染负荷场景（如钢铁厂烟气治理）。选型时需关注孔径分布、机械强度、再生性能，并与活性炭、沸石等材料对比经济性。

如需具体应用方案或改性技术细节，可进一步探讨！