活性碳活化爐采用水蒸汽、煙道氣(主要成分為CO2)或其混合氣體等含氧氣體作為活化劑，在高溫下與炭接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)進(jìn)行活化，生成一氧化碳、二氧化碳、氫氣和其它碳?xì)浠衔餁怏w，通過碳的氣化反應(yīng)(“燒失”)達(dá)到在碳粒中造孔的目的。其主要化學(xué)反應(yīng)式如下:
C+2H2O 2H2+CO2-18kcal ①
C+H2O H2+CO-31kcal ②
CO2+C 2CO-41kcal ③
上述三個化學(xué)反應(yīng)均是吸熱反應(yīng)，即隨著活化反應(yīng)的進(jìn)行，活性炭活化爐的活化反應(yīng)區(qū)域溫度將逐步下降，如果活化區(qū)域的溫度低于800℃，上述活化反應(yīng)就不能正常進(jìn)行，所以在活化爐的活化反應(yīng)區(qū)域需要同時通入部分空氣與活化產(chǎn)生的煤氣燃燒補(bǔ)充熱量，或通過補(bǔ)充外加熱源，以保證活化爐活化反應(yīng)區(qū)域的活化溫度。
活化反應(yīng)屬于氣固相系統(tǒng)的多相反應(yīng)，活化過程中包括物理和化學(xué)兩個過程，整個過程包括氣相中的活化劑向炭化料外表面的擴(kuò)散、活化劑向炭化料內(nèi)表面的擴(kuò)散、活化劑被炭化料內(nèi)外表面所吸附、炭化料表面發(fā)生氣化反應(yīng)生成中間產(chǎn)物(表面絡(luò)合物)、中間產(chǎn)物分解成反應(yīng)產(chǎn)物、反應(yīng)產(chǎn)物脫附、脫附下來的反應(yīng)產(chǎn)物由炭化料內(nèi)表面向外表面擴(kuò)散等過
活化反應(yīng)通過以下三個階段最終達(dá)到活化造孔的目的。
階段:
是炭化時形成的但卻被無序的碳原子及雜原子所堵塞的孔隙的打開，即高溫下，活化氣體首先與無序碳原子及雜原子發(fā)生反應(yīng)。
第二階段:
是打開的孔隙不斷擴(kuò)大、貫通及向縱深發(fā)展，孔隙邊緣的碳原子由于具有不飽和結(jié)構(gòu)，易于與活化氣體發(fā)生反應(yīng)，從而造成孔隙的不斷擴(kuò)大和向縱深發(fā)展。
第三階:
段是新孔隙的形成，隨著活化反應(yīng)的不斷進(jìn)行，新的不飽和碳原子或活性點(diǎn)則暴露于微晶表面，于是這些新的活性點(diǎn)又能同活化氣體的其它分子進(jìn)行反應(yīng)，微晶表面的這種不均勻的燃燒就不斷地導(dǎo)致新孔隙的形成。
活化工藝控制的主要操作條件包括活化溫度、活化時間、活化劑的流量及溫度、加料速度、活化爐內(nèi)的氧含量等。
回轉(zhuǎn)活化爐特點(diǎn)：
回轉(zhuǎn)活化爐主要由加料裝置、爐尾、回轉(zhuǎn)筒體、出料裝置、爐頭所組成。爐頭設(shè)有活化氣體入口和燃料燒咀。
回轉(zhuǎn)活化爐的工作過程如下：物料從爐尾處進(jìn)入回轉(zhuǎn)爐內(nèi)，然后從爐頭端的出料 裝置連續(xù)卸出，同時活化氣體混合物（水蒸汽和煙道氣）從爐頭進(jìn)入回轉(zhuǎn)爐內(nèi)，最后經(jīng)過爐尾焚燒排入煙囡。整個過程中，物料與活化氣體混合物逆向流動接觸活化。回轉(zhuǎn)活化爐是目前國內(nèi)外中小企業(yè)使用較多的一種活化設(shè)備。它的優(yōu)點(diǎn)主要是投資小， 建設(shè)周期短；機(jī)械化程度高，勞動強(qiáng)度較小；更換原料及調(diào)整工藝過程快，開、停爐方便。
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