Page 4 - 活性碳製作及活化介紹

(二)活性碳活化化學法（chemical activation）
化學法又稱藥品活化法，將碳原料均勻浸漬於活化劑中，藉藥品之脫水及氧化反應，使原
料發生膨脹，並在熱解過程中，減少活性碳之中孔隙之堵塞。

怎麼製造活性炭？活性炭活化爐的工作原理

活性碳活化爐採用水蒸汽、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生氧化還原反應進行活化，生成一氧化碳、二氧化碳、氫氣和其

它碳氫化合物氣體，通過碳的氣化反應（「燒失」）達到在碳粒中造孔的目的。其主要化學
反應式如下：
C+2H2O 2H2+CO2—18kcal ①
C+H2O H2+CO—31kcal ②

CO2+C 2CO—41kcal ③
上述三個化學反應均是吸熱反應，即隨著活化反應的進行，活性炭活化爐的活化反應區域
溫度將逐步下降，如果活化區域的溫度低於 800℃，上述活化反應就不能正常進行，所以
在活化爐的活化反應區域需要同時通入部分空氣與活化產生的煤氣燃燒補充熱量，或通過

補充外加熱源，以保證活化爐活化反應區域的活化溫度。
活化反應屬於氣固相系統的多相反應，活化過程中包括物理和化學兩個過程，整個過程包
括氣相中的活化劑向炭化料外表面的擴散、活化劑向炭化料內表面的擴散、活化劑被炭化
料內外表面所吸附、炭化料表面發生氣化反應生成中間產物（表面絡合物）、中間產物分解

成反應產物、反應產物脫附、脫附下來的反應產物由炭化料內表面向外表面擴散等過
活化反應通過以下三個階段最終達到活化造孔的目的。

第一階段:
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生反應。

第二階段:

是打開的孔隙不斷擴大、貫通及向縱深發展，孔隙邊緣的碳原子由於具有不飽和結構，易
於與活化氣體發生反應，從而造成孔隙的不斷擴大和向縱深發展。

第三階:
段是新孔隙的形成，隨著活化反應的不斷進行，新的不飽和碳原子或活性點則暴露於微晶
表面，於是這些新的活性點又能同活化氣體的其它分子進行反應，微晶表面的這種不均勻
的燃燒就不斷地導致新孔隙的形成。
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、活化爐內的氧含量等。