Đồ án tốt nghiệp đại học-khóa 2010-2014 Trường ĐHBRVT
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT
1. Giớithiệu chung
1.1. Than hoạt tính
Có rất nhiều định nghĩa về than hoạt tính, tuy nhiên có thể nói chung rằng, than hoạt
tính là một dạng cacbon đã được xử lý để mang lại một cấu trúc xốp, do đó có diện
tích bề mặt rất lớn.Than hoạt tính ở dạng than gỗ đã hoạt hóa được sử dụng từ nhiều
thế kỷ trước. Người Ai cập sử dụng than gỗtừkhoảng 1500 trước công nguyên làm
chất hấp phụcho mục đích chữa bệnh. Người Hindu cổ ở Ấn độlàm sạch nước uống
của họ bằng cách lọc qua than gỗ. Việc sản xuất than hoạt tính trong công nghiệp
bắt đầu từ khoảng năm 1900 và được sử dụng làm vật liệu tinh chế đường. Than
hoạt tính này được sản xuất bằng cách than hóa hỗn hợp các nguyên liệu có nguồn
gốc từ thực vật trong sự có mặt của hơi nước hoặc CO
2
. Than hoạt tính được sử
dụng trong suốt chiến tranh thế giới thứnhất trong các mặt nạ phòng độc bảo vệ
binh lính khỏi các khí độc nguy hiểm. Cacbon là thành phần chính của than hoạt
tính với hàm lượng khoảng 85-95%. Ngoài ra than hoạt tính còn chứa các nguyên
tốkhác như hidro, nitơ, lưu huỳnh và oxi. Các nguyên tử khác loại này được tạo ra
từ nguồn nguyên liệu ban đầu hoặc liên kết với cacbon trong suốt quá trình hoạt hóa
và các quá trình khác. [1,2,12]
1.2. Khả năng ứng dụng than hoạt tính trong thực tế
Than hoạt tính là chất hấp phụ quí và linh hoạt, được sử dụng rộng rãi cho nhiều
mục đích như loại bỏ màu, mùi, vị không mong muốn và các tạp chất hữu cơ, vô cơ
trong nước thải công nghiệp và sinh hoạt, thu hồi dung môi, làm sạch không khí,
trong kiểm soát ô nhiễm không khí từ khí thải công nghiệp và khí thải động cơ, làm
sạch nhiều hóa chất, dược phẩm, sản phẩm thực phẩm và nhiều ứng dụng trong pha
khí. Chúng được sử dụng ngày càng nhiều trong lĩnh vực luyện kim để thu hồi
vàng, bạc, và các kim loại khác, làm chất mang xúc tác. Chúng cũng được biết
đến trong nhiều ứng dụng trong y học, được sử dụng để loại bỏ các độc tố và vi
khuẩn của một số bệnh nhất định.[1,2,3,12]
Phẩm
Đồ án tốt nghiệp đại học-khóa 2010-2014 Trường ĐHBRVT
1.5.1. Quá trình than hóa
Thông thường quá trình than hóa được thực hiện ở nhiệt độ cao. Ở nhiệt độ cao
trong môi trường kị khí các vật liệu giàu cacbon sẽ bị đề hyđrát hóa tạo than có diện
tích bề mặt riêng phát triển. Đặc điểm quan trọng của giai đoạn than hóa là phải
đảm bảo môi trường kị khí hay hạn chế tối đa sự có mặt và lưu thông của oxi trong
môi trường than hóa. Sự có mặt của oxi sẽ đốt cháy than thu được trong giai đoạn
này. Để tạo môi trường trơ trong giai đoạn than hóa thông thường có các phương
pháp phổ biến sau:
a. Sử dụng khí nitơ:
Thiết bị dùng để than hóa được thổi liên tục dòng khí nitơ. Sự có mặt của nitơ sẽ
đuổi oxi ra khỏi thể tích phản ứng. Phương pháp này có ưu điểm là hạn chế được sự
có mặt của oxi hiệu quả cao và thuận lợi cho quá trình hoạt hóa tiếp theo sau bằng
CO
2
, hơi nước. Nhược điểm của phương pháp này là tiêu tốn nitơ và đắt tiền.[1]
b. Sử dụng cát (SiO
2
) hoặc là những hạt sỏi
Đây là phương pháp đơn giản, rẽ tiền và dễ tiến hành. Cát được phủlên trên
nguyên liệu và chiếm các không gian trống trong cốc nung nhằm đuổi hết oxi và
hạn chế sự lưu thông của oxi trong thể tích phản ứng. Tuy nhiên, hạn chế của
phương pháp này là gây trở ngại cho việc hoạt hóa tiếp theo bằng CO
2
, hơi nước.[1]
c. Sử dụng khí CO
2
hoặc hơi nước
Dùng khí CO2, hơi nước tương tự như dùng khí nitơ, tuy nhiên CO
NaOH, ZnCl
2
, H
3
PO
4
… Cơ sở chung để chọn chất hoạt hóa là chất đó phải có khả
năng xúc tác cho quá trình dehydrát hóa hoặc tương tác được với cacbon. Về cơ bản
có thể phân chia chất hoạt hóa làm nhiều loại khác nhau như tác nhân hoạt hóa có
tính axit (H
3
PO
4
, H
2
SO
4
, ZnCl
2
…) và các tác nhân có tính bazơ (KOH, NaOH,
K
2
CO
3
…). Trong quá trình hoạt hóa có thể xảy ra các phản ứng sau:
Đặc điểm của phản ứng này là CO
2
và H
2
O ăn mòn dần cacbon không chỉ trên bề
2. Hấp phụ
2.1. Khái niệm và phân loại hấp phụ
2.1.1. Khái niệm
Hấp phụ là sự tích lũy chất trên bề mặt phân cách (khí – rắn, lỏng – rắn, khí – lỏng).
Trong sự hấp phụ người ta phân biệt: Chất có bề mặt, trên đó xảy ra sự hấp phụ
được gọi là chất hấp phụ, còn chất được tích lũy trên bề mặt được gọi là chất bị hấp
phụ.
Lượng chất bị hấp phụ được đặc trưng bởi hoặc a:
Trong đó:
+) là số mol chất bị hấp phụ trên 1 cm
2
bề mặt vật hấp phụ.
+) a là số mol chất bị hấp phụ trên 1 gam vật hấp phụ.
Hấp phụ là một quá trình tự diễn biến nên thế đẳng áp hấp thụ < 0, như vậy
( - ) < 0. Mà < 0 do sự hấp phụ làm giảm độ tự do của hệ, hệ trở nên trật tự hơn.
Do entanpy hấp phụ là hiệu ứng nhiệt khi một mol chất được chuyển từ trạng thái
khí vào trạng thái hấp phụ âm ( <0 ), nghĩa là quá trình hấp phụ là quá trình tỏa
nhiệt.[1,20]
2.1.2. Phân loại
Về cơ bản người ta phân làm hai loại hấp phụ
Hấp phụ lý học: Các nguyên tử bị hấp phụ liên kết với những tiểu phân (nguyên tử,
phân tử, các ion…) ở bề mặt phân chia pha bởi lực liên kết Vander walls yếu.
Nói một cách khác, trong hấp phụ vật lý các phân tử của chất bị hấp phụ và chất
Hấp phụ không tạo thành hợp chất hóa học(không hình thành các liên kết hóa học)
mà chỉ bị ngưng tụ trên bề mặt phân chia pha và bị giữ lại trên bề mặt bằng lực liên
kết phân tử yếu(lực vander walls) và liên kết hiđro. Sự hấp phụ vật lý luôn luôn
thuận nghịch. Nhiệt hấp phụ không lớn. Thường thấy nhiều trong hấp phụ đa lớp.
(hình 1.2)
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 5 Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực
Phẩm
+) Quá trình hấp phụ xảy ra ở nhiệt độ cao.
+) Có tính chọn lọc.
Tốc độ quá trình hấp phụ chậm được xác định theo phương trình:
(1.1)
Trong đó:
Hằng số tốc độ hấp phụ hóa học.
Hệ số đặc trưng cho xác xuất hình học.
Năng lượng hoạt hóa.
Z : Số va chạm của phân tử bị hấp phụ trên một đơn vị bề mặt trong một đơn vị
thời gian (Z tỉ lệ với áp suất).
Ngưng tụ mao quản: không phải là sự hấp phụ đặc biệt mà đó là sựngưng tụ hơi của
chất bị hấp phụ trong các mao quản của vật hấp phụ.
Một quá trình hấp phụ có bản chất vật lý hoặc hóa học tùy thuộc vào bản chất vật bị
hấp phụ, vật hấp phụ và dung môi. Sự phân biệt hấp phụ vật lý hay hóa học chỉ có ý
nghĩa tương đối, không có một biên giới rõ rệt giữa hai loại hấp phụ này. Trong
thực tế, các loại hấp phụ trên đều xảy ra đồng thời nhưng tùy theo điều kiện thực tế
mà loại này hay loại kia chiếm ưu thế hơn.[1,20]
2.2. Các dạng đường hấp phụ đẳng nhiệt
Dựa vào kết quả phân tích các số liệu thực nghiệm, Brunauer chia thành năm dạng
đường hấp phụ đẳng nhiệt quan trọng nhất.
Dạng I: hấp phụ là đơn lớp, tuân theo phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir,
Freundlich.
Dạng II: thường thấy trong sự hấp phụ vật lí có tạo thành nhiều lớp phân tử chất bị
hấp phụ trên bề mặt vật hấp phụ rắn.
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 5 Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực
Phẩm
Đồ án tốt nghiệp đại học-khóa 2010-2014 Trường ĐHBRVT
Dạng III: đặc trưng cho hấp phụ mà nhiệt hấp phụ của nó là bằng hay thấp hơn
nhiệt ngưng tụ của chất bị hấp phụ.
Dạng IV và V: tương ứng với sự hấp phụ dạng II và III có kèm theo ngưng tụ mao
nguyên tử hay phân tử bề mặt vật hấp phụ.
+) Các chất bị hấp phụ hình thành một lớp đơn phân tử.
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 5 Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực
Phẩm
Đồ án tốt nghiệp đại học-khóa 2010-2014 Trường ĐHBRVT
+) Sự hấp phụ là thuận nghịch.
+) Tương tác giữa các phân tử chất bị hấp phụ với nhau có thể bỏ qua.
Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir có dạng:
hay (1.3)
Trong đó:
: Phần bề mặt bị hấp phụ.
+) C: Nồng độ chất bị hấp phụ.
+) K: Hằng số căn bằng của quá trình hấp phụ.
+) K
t
: Hằng số tốc độ hấp phụ.
+) K
n
: Hằng số tốc độ giải hấp.
Từ phương trình Langmuir:
Khi C (P) nhỏ: KC 1 (hoặc KP 1) thì , nghĩa là độ hấp phụ tỷ lệ thuận với
nồng độ (hoặc áp suất).
Khi C (P) lớn: KC 1 ( hoặc KP1 ) thì
Như vậy, lúc đầu sự hấp phụ tăng tỷ lệ với nồng độ và áp suất, sau đó dần dần
chậm lại và ở những nồng độ (hoặc áp suất) lớn có sự bão hòa bề mặt bởi lớp đơn
phân tử của chất bị hấp phụ.
Với những trường hợp hấp phụ đơn lớp trên chất ít xốp, dạng đường cong hấp
phụđẳng nhiệt có thể tương ứng khá tốt với phương trình Langmuir. Đối với trường
hợp hấp phụ hai chất A và B, phương trình Langmuir có dạng:
(1.4)
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 5 Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực
Phẩm
Đồ án tốt nghiệp đại học-khóa 2010-2014 Trường ĐHBRVT
Điều này được giải thích là do ngưng tụ mao quản hoặc bán kính tác dụng của lực
phân tử lớn hơn của các hóa trị dư trong thuyết Langmuir, khi đó sự hấp phụ không
chỉ tạo lớp đơn phân tử mà nhiều lớp chồng lên nhau.
Hình 1.6:Dạng đồ thị đường đẳng nhiệt hấp phụ BET
Phương trình hấp phụ BET:
(1.8)
Trong đó:
+) P
0
: Áp suất hơi bão hòa.
+) V: Thể tích khí bị hấp phụ ở áp suất đã cho.
+) V
m
: Thể tích khí bị hấp phụ trong lớp đơn phân tử.
+) C: Thừa số năng lượng.
Từ số liệu thực nghiệm có thể xác định được và từ đó có thể tính được bề mặt riêng
của chất cần nghiên cứu theo phương trình.
(1.9)
Trong đó:
+) : Yếu tố hình học phụ thuộc sự sắp xếp của phân tử chất bị hấp phụ.
Phương trình BET bao quát cả ba trong số năm trường hợp được phân loại của các
loại đường hấp phụ đẳng nhiệt.
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 5 Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực
Phẩm
Đồ án tốt nghiệp đại học-khóa 2010-2014 Trường ĐHBRVT
• Khi C lớn, phương trình được đưa về phương trình Langmuir:
(1.10)
quan đến năng lượng hoạt hóa. Các tiểu phân ban đầu cần một năng lượng tối thiểu
để vượt qua hàng rào năng lượng thì quá trình hấp phụ mới xảy ra. Giai đoạn hấp
phụ này được gọi là hấp phụ hoạt hóa.[1]
2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ của vật liệu hấp phụ
Khả năng hấp phụ như dung lượng hấp phụ, tốc độ hấp phụ phụ thuộc rất lớn vào
cấu tạo, bản chất của vật hấp phụ và chất bị hấp phụ.
Thông thường diện tích bề mặt riêng của vật liệu hấp phụ càng lớn thì dung lượng
hấp phụ càng lớn. Còn cấu trúc bề mặt của vật liệu có ảnh hưởng quyết định đến tốc
độ hấp phụ và khả năng hấp phụ chọn lọc lên các cấu tử khác nhau. Cấu tử nào có
kích thước biểu kiến nhỏ hơn hoặc bằng kích thước lỗ mao quản thì mới có khả
năng chui vào hệ mao quản và tạo liên kết hiệu quả với bề mặt vật liệu hấp phụ.
Còn cấu tử nào có kích thước lớn hơn kích thước mao quản của vật liệu hấp phụ thì
rất khó bị hấp phụ và quá trình hấp phụ xảy ra chỉ tạo được liên kết lỏng lẽo bên
ngoài mao quản nên dễ dàng bị giải hấp. Kích thước mao quản càng lớn thì tốc độ
hấp phụ càng cao và quá trình hấp phụ mau đạt cân bằng hơn.[1]
Ngoài ra nếu bề mặt vật liệu hấp phụ và cấu tử hấp phụ càng gần nhau về bản chất
thì càng tạo thuận lợi cho quá trình hấp phụ.Khả năng hấp phụ còn phụ thuộc rất lớn
vào môi trường hấp phụ bao gồm bản chất dung môi và pH. Trong quá trình hấp
phụ sẽ xảy ra quá trình hấp phụ cạnh tranh giữa cấu tử chính và dung môi. Nếu
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 5 Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực
Phẩm
Đồ án tốt nghiệp đại học-khóa 2010-2014 Trường ĐHBRVT
dung môi có khả năng hấp phụ tốt lên vật liệu hấp phụ sẽ hạn chế khả năng hấp phụ
cấu tử chính. Chính vì vậy trong công nghệ cũng như nghiên cứu người ta rất quan
tâm đến việc lựa chọn dung môi cho quá trình hấp phụ sao cho hạn chế tối đa sự
hấp phụ cạnh tranh của dung môi và cấu tử chính lên vật liệu hấp phụ. Cơ sở để lựa
chọn dung môi phụ thuộc vào bản chất của vật liệu hấp phụ và kể cả bản chất của
cấu tử chính. Bên cạnh đó pH cũng là một thông sốảnh hưởng mạnh đến khả năng
hấp phụ. Ở môi trường pH khác nhau dạng tồn tại của các nhóm chức trên bề mặt
vật liệu hấp phụ và cấu tử hấp phụ khác nhau kéo theo sự thay đổi điện tích trên bề
+) I
0
- Cương độ tia ló.
+) k - Hệ số hấp phụ.
+) d - Độ dày của lớp dung dịch.
Từ đây ta thấy khi d tăng theo cấp số cộng thì I
l
giảm theo cấp số nhân.
Sau này Beer nhận thấy hệ số hấp phụ k tỷ lệ với nồng độ hạt nên có thể biểu diễn
theo công thức liên hệ giữa K và nồng độ hạt C là:k=K.C (với K: là hệ số hấp phụ
mol)
Từ đây ta thấy
Đặt là độ hấp thụ đơn sắc
Ta có: A=KCD có dang y=ax phương trình mô tả sự biến thiên mật độ quang theo
nồng độ hạt.
Trong kỹ thuật người ta đo mật độ đo quang của các dung dịch bằng những cuvet có
chiều dày cố định 1cm.[16]
b. Phổ hấp phụ
Dung dịch hấp phụ ánh sáng có tính chọn lọc. Đồ thị biểu diễn A= f() gọi là phổ hấp
phụ ánh sáng của dung dịch. Trên phổ hấp phụ có thể có một hoặc nhiều cực đai,
nhưng thường chỉ có một tại ta có A
max
như hình 1.8.
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 5 Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực
Phẩm
Đồ án tốt nghiệp đại học-khóa 2010-2014 Trường ĐHBRVT
Hình 1.8:Xác định bước sóng
3.2. Phương pháp tiến hành đo quang
Cơ sở của phương pháp đo quang là dựa trên ứng dụng của tính chất hấp phụ ánh
sáng đơn sắc của hệ keo.
Hình 1.9:Xác định đường chuẩn
3.3. Các phương pháp định lượng bằng trắc quang
Có nhiều phương pháp khác khắc nhau để định lượng một chất bằng phương pháp
trắc quang. Từ các phương pháp đơn giản không cần máy móc như: phương
pháp dãy chuẩn nhìn màu, phương pháp chuẩn độ so sánh màu, phương
pháp cân bằng màu bằng mắt…các phương pháp này đơn giản, không cần
máy móc đo phổ nhưng chỉ xác định được nồng độ gần đúng của chất cần định
lượng, nó thích hợp cho việc kiểm tra ngưỡng cho phép của các chất nào đó xem có
đạt hay không.Các phương pháp phải sử dụng máy quang phổ như: phương pháp
đường chuẩn, phương pháp dãy tiêu chuẩn, phương pháp chuẩn độ trắc
quang, phương pháp cân bằng, phương pháp thêm, phương pháp vi sai,…Tùy
theo từng điều kiện và đối tượng phân tích cụ thểmà ta chọn phương pháp thích
hợp. Trong nghiên cứu này chúng tôi chọn phương pháp đường chuẩn để xác định
lượng các chất bị hấp phụ.[16]
Phương pháp đường chuẩn: Từ phương trình cơ sở A = k.(C
x
)
b
về nguyên
tắc, để xây dựng một đường chuẩn phục vụ cho việc định lượng một chất trước hết
phải pha chế một dãy dung dịch chuẩn có nồng độ chất hấp thụ ánh sáng nằm trong
vùng nồng độ tuyến tính (b = 1). Tiến hành đo độ hấp thụ quang A của dãy dung
dịch chuẩn đó. Từ các giá trị độ hấp thụ quang A đo được dựng đồ thị A = f(C).[16]
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 5 Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực
Phẩm
Đồ án tốt nghiệp đại học-khóa 2010-2014 Trường ĐHBRVT
Sau khi có đường chuẩn, pha chế các dung dịch cần xác định trong điều kiện giống
như khi xây dựng đường chuẩn. Đo độ hấp thụ quang A của chúng với điều kiện
đo như khi xây dựng đường chuẩn (cùng dung dịch so sánh, cùng cuvet,
cùng bước sóng) được các giá trị A
Định hướng đến năm 2020, diện tích cây điều ổn định khoảng 400.000 ha, kim
ngạch xuất khẩu đạt khoảng 820 triệu USD.
4.1.3. Phân bố
Các địa phương có diện tích trồng điều lớn, đó là: Bình Phước, Đắk Lắk, Đồng Nai,
Bình Thuận, Đắk Nông…[8]
4.1.4. Hạt điều
Hạt điều (trái thực của cây điều) là phần có giá trị kinh tế cao nhất. Nhân điều (hạt
điều bóc vỏ) chiếm 25 – 30% trọng lượng hạt, trong đó bột đường (22 – 33 %), chất
béo (44 – 49%), đạm (15 – 28% ). Ngoài ra còn có sinh tố B1, sinh tố E và nhiều
chất khoáng rất cần cho cơ thể con người. Do vậy nhân điều là thực phẩm bổ dưỡng
cao cấp, được người tiêu dùng ở nhiều nước trên thế giới ưa chuộng.[7]
4.1.5. Vỏ hạt điều
Vỏ hạt điều chứa 18 – 23% dầu vỏ điều, kích thước vỏ từ 1-2cm, là nguyên liệu để
chế ra các loại sản phẩm như: sơn phủ kim loại, sơn cách điện, sơn mỹ nghệ, bột ma
sát, thuốc bảo quản gỗ v.v… Hiện nay, dầu vỏ điều cũng là một mặt hàng xuất khẩu
còn vỏ điều đang được nghiên cứu để sản xuất than hoạt tính.
4.2. Nguồn nguyên liệu vỏ hạt điều
Quy trình sản xuất hạt điều [9]
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 5 Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực
Phẩm
Đồ án tốt nghiệp đại học-khóa 2010-2014 Trường ĐHBRVT
Hình 1.11:Quy trình sản xuất hạt điều
Cứ mỗi kg hạt điều sau khi tách nhân thì vỏ chiếm tới 60% mà hiện nay cùng với
việc xuất khẩu 261.155 tấn nhân điều mỗi năm thì bên cạnh đó các nhà máy, các
xưởng sản xuất hạt điều cũng thải ra hàng trăm nghìn tất vỏ hạt điều mỗi năm.[10]
Phương pháp xử lý hàng trăm nghìn tấn vỏ hạt điều được các cơ sở chế biến lựa
chọn là ép dầu đem bán và bã thì làm nhiên liệu đốt nhưng sẽ gây ô nhiễm môi
trường. Ngoài việc cho dầu có giá trị kinh tế cao bên cạnh đó từ vỏ hạt điều còn có
thể cho ra các sản phẩm như dầu tinh luyện, dầu cardanol, than, than hoạt tính và
sản xuất bột ma sát. Với nguồn nguyên liệu rồi rào như vậy, việc phát triển các sản
Tuy nhiên, ở nhiệt độ lớn hơn 900
0
C, thể tích lỗ lớn bị giảm nhẹ với sự tăng nhiệt
độ nung, trong khi đó, thể tích vi lỗ tăng lên với sự gia tăng nhiệt độ ở khoảng khảo
sát. Đối với các vật liệu khác như than Micke ở Nhật Bản, trong giới hạn nhiệt độ
800
0
C – 900
0
C thì nhiệt độ cao nhất lại cho diện tích bề mặt riêng cao nhất. Tóm lại,
nhiệt độ hoạt hóa ảnh hưởng rất lớn đến cấu trúc lỗ của than và sự ảnh hưởng này
biểu hiện khá phức tạp tùy thuộc vào nguyên liệu sửdụng.[13]
5.2.2. Ảnh hưởng của tố độ gia nhiệt
Trong thành phần ban đầu của nguyên liệu khi đem đi tiến hành nhiệt phân đã chứa
ít hoặc nhiều các thành phần lỏng. Khi nhiệt phân tới nhiệt độ mà các thành phần
này bắt đầu bị bẻ gãy và thoát ra ngoài thì chính những phần tử khí hoặc lỏng này là
những tác nhân cỏ bản ban đầu tạo lên độ xốp của than.
Do đó khi tốc độ gia nhiệt nhanh thì các quá trình phân hủy các thành phần
lỏng – khí diễn ra nhanh hơn, lượng thành phần này thoát ra nhanh hơn và tạo nhiều
lỗ xốp lớn cho than, nhưng nó cũng có thể bị biến thành dạng như hắc ín bám vào
bề mặt than làm giảm chất lượng của than, làm giảm hiệu suất thu sản phẩm lỏng
nếu như quá trình có mục đích thu lỏng.Nếu tốc độ gia nhiệt quá chậm thì các quá
trình phân hủy bẻ gãy thành phần lỏng tạo ra khí diễn ra chậm, lượng khí và lỏng
thoát ra chậm không đủ để đảm bảo tạo độ xốp ban đầu cho than.[12]
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 5 Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực
Phẩm
Đồ án tốt nghiệp đại học-khóa 2010-2014 Trường ĐHBRVT
5.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình hoạt hóa
5.3.1. Ảnh hưởng của nguyên liệu ban đầu.
Mỗi nguyên liệu khác nhau thì sẽ cho than có các kích thước mao quản, bề
C tùy vào nguyên liệu và điều kiện thiết
bị.
• Nếu hoạt hóa chậm, độ thiêu đốt thấp than này có lỗ bé (đường kính lỗ
từ 0.1 – 15 A
0
) phát triển: Than này hấp phụ khí tốt.
• Nếu hoạt hóa nhanh, nhiệt độ cao than này có lỗ trung (đường kính lỗ
từ 15 – vài trăm A
0
) phát triển và có khả năng tẩy màu.
5.3.3. Ảnh hưởng của tốc độ hơi nước đưa vào hoạt hóa
Để quá trình hoạt hóa đạt hiệu suất cao thì phải đảm bảo một số yếu tố sau:
• Nếu lưu lượng hơi nước đưa vào chậm sẽ xảy ra quá trình than hóa
than hoặc than bị cháy.
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 5 Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực
Phẩm
Đồ án tốt nghiệp đại học-khóa 2010-2014 Trường ĐHBRVT
• Nếu lưu lượng hơi nước đưa vào không đều thì khả năng hoạt hóa
sẽ giảm, vì khi lượng hơi nước đưa vào không đều thì nhưng chỗ có hơi nước
sẽ được hoạt hóa còn những chỗ không có hơi nước thì không được hoat hóa.
• Tốc độ và áp suất hơi nước phải đảm bảo đưa hơi nước vào liên
tục, áp suất phải đủ để đảm bảo đẩy hơi nước đi qua lớp than hoạt hóa.
5.3.4. Ảnh hưởng của kích thước hạt
Rõ ràng kích thước hạt càng nhỏ thì diện tích bề mặt càng lớn, do vậy khẳ
năng hấp phụ càng lớn. Khi tăng kích thước hạt thì hiệu suất hấp phụ cũng như
lượng chất bị hấp phụ đều giảm do có sự giảm cả về diện tích bề mặt riêng và các vị
trí hấp phụ. Khi kích thước hạt giảm thì hiệu suất hấp phụ tăng, tốc độ hấp phụ tăng
và lượng chất bị hấp phụ cũng tăng do có sự tăng về diện tích bề mặt và các mao
quản cũng tăng lên.[17],[19].
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 5 Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực