多段炉，多段炉又称为多膛炉，因其内部有耙齿用于动层，我在活性炭行业内又称其为耙式炉。这是欧美、日本等地的主流活化炉模式。于1950年开始应用于活性炭的生产，设备几乎都是由美国Nichols公司说计生产的。通常这是一种外热式的移动床反应装置，外壁为钢制圆简形。内壁由耐火砖砌成，中央为由耐火砖砌成的数段炉床(多为4~12段)。#中心有可旋转的耐高温钢轴，在轴两侧有耙臂，臂下有若干耙齿起到搅排作用。通常层床板上耙齿使物料往中心移动，从中心部的开口落人票二层床板，而第二层的耙齿方向与层相反，因此物料将被推向外招落入第三层床板上，依此类推直至底层炉板，由卸料装置卸出从而得到终产品,
多段炉是目前的活化设备，活化温度、活化时间、气体通入等参数可以较为方便地控制，燃料单耗成本相对较低，运行成本低
物理法的基本工艺过程
物理法制造活性炭的基本工艺流程是粉状活性发生产流程，图3-2(b)是无定形活性炭和成型活性炭生产流程(。
由此可看出，物理法活性炭生产工艺大致包括以下主要工段，原料处理工段、活化工段、后处理工段和成品工段。
二、物理法工艺过程及相应生产装置
1.原料预处理工段
由于制备活性炭的原料种类很多，有木质原料、煤质原料、人造材料和工业废料等，不同原料有不同的物理化学性质，包括不同的粒径、粒径分布和灰分、挥发分含量等，因此针对不同原料也需要进行不同的预处理。
预处理的目的有三个，是可以使得原料的外观和粒度较适合炭化、活化设备，并满足使用者对产品的要求;第二是可以除去大部分对活化反应和产品性能不利的杂质;第三是可以尽可能减小原料发生石墨化的趋势，从而有利于得到吸附性能优良的活性炭产品。
为得到合适粒度的原料并除去杂质，可采用破碎、筛分、扬析和除铁等工艺过程，并根据不同原料的特性选用相应的矿石、粮食或者饲料加工设备。以爆作为原料时宜选择特定煤层的原煤或经过洗煤处理的煤。特别需要指出的是
通过控制温度来控制活性炭产品的孔隙分布，从而制备具有不同用途的活性炭产品。一般而言，水蒸气活化法的活化温度控制在800~950℃.烟道气活化的温度控制在900~950℃，空气活化的温度控制在600℃左右。此外，对于不同的原料，活化温度的影响也有区别。例如有研究发现，以泥发为原料生产活性炭时，较高的活化温度(1040℃)反而有利于提高微孔含量，低温却有利于中大孔的形成[28]。因此在生产过程中，应根据原料、所制备活性炭的用途以及所采用的活化剂来确定活化温度。
.活化时间
在活化条件下，气体活化按照造孔一扩孔步骤进行，即先开始在炭化料肉部形成大量的微孔，相邻碳微晶之间原本闭塞的微孔也被打开，从而使活性发比表面积增大，吸附能力增强，而随着反应的进一步进行，碳微晶层面上的碳开始被消耗，使微孔变大、塌陷，直到相邻微孔之间的孔壁被完全烧蚀形成中大孔结构，导致活性炭比表面积降低。由于反应速率随温度变化而变化，不同原料的活化难易程度也不一样，因此若活化温度较低或者原料活化反应性较差时，活化时间应适当延长，反之亦然。
例如以煤为原料，水蒸气为活化气体，活化温度为900℃，水蒸气流量为
1.2kg/(kg.h)，实验结果表明活化时间在2~5h范围内所得到的活性炭碘吸
物理法制备技术与装置
随时间的延长先升高后降低，活化时间为3h时可得到具有大碘吸附容量的活性炭产品，
活化气体流量
活化气体流量增加则反应速率增加，但当活化剂流速达到一定值后，反应速率将为一常数而不再增加，当流速较低时，所制得的活性炭微孔容积大，而流速高时微孔容积反而减小，这是由于高流速使炭的外表面烧蚀产生不均匀活化，从而使微孔容积降低，Manochs等在以松木为原料制备活性炭的过程中发现水蒸气流量这一因素对活性炭表面化学性质和形貌有十分重要的影响，可以通过控制水蒸气的流量控制孔径和微孔率[10)。
原料中灰分含量
据研究表明，碱金属、铁、铜等氧化物和碳酸盐在水蒸气活化过程中可起到催化作用，因此在活化物料中加入少许此类物质可以加快活化反应速率。例如国内有专利采用Ca为催化剂，使水蒸气与碳反应的活化能由185kJ/mol下降到164~169kJ/mol，所得活性炭孔径分布集中于5~10nm，表3-4为几种无机盐在1000℃下对水蒸气与石墨反应速率的影响[12]。
表3-4 无机盐对水蒸气与石墨反应速率的影响
处理条件 灰分 相对气化速度
无 0.005 1
0.1mol/L Ni( NOs ) 2
0.1molL Fe ( NO3 )2
0.1mol/L Co(NOa):
0.14
0.14
0.14321827
0.02moI/LNHaNO3 Q03 22
注，水蒸气流量为0.52X10-mol/s,
另据Holmes和Emmett的研究表明，原料中所含的无机杂质在活化过程中常促进孔隙由小变大，而且在0.7~1.0的相对压力范围内吸附等温线的斜率有所增加，说明中大孔的比率增加了3)，这与前文提到的金属在活化过程中的催化作用相吻合。
原料炭化温度
炭化料的活化反应活性与其挥发分的含量密切相关，而挥发分的含量又由炭化温度决定。图3-1给出了炭化温度对碳与CO₂的反应活性，可以看出当炭化温度为600℃左右时所得到的炭化料显示出高的反应活性、若炭化温度进一步升高则反应活性明显下降。此外还有研究发现碳材料随着加工温度的升高，基本微品有增大的趋势，生产实践也表明炭化温度升高则活化过程所需的温度也相应提高，但石油焦是例外，因为在较高温度下石油焦容易发生石墨化转变，形成大面积的石墨晶体结构，难以形成丰富的孔除结构，因此用普通气体活化法很难得到吸附性能优良的活性炭产品，Bouchelta等以枣核为原料制
物理法制备技术与装置
活性炭物理法机理简介
物理法通常指气体活化法，是以水蒸气、烟道气(水蒸气、CO2、N₂等的混合气)、CO:或空气等作为活化气体，在800~1000℃的高温下与已经过炭化的原材料接触进行活化的过程。在这个过程中，具有氧化性的活化气体在高温下侵蚀炭化料的表面，使炭化料中原有闭塞的孔隙重新开放并进一步扩大，某些结构因选择性氧化而产生新的孔隙，同时焦油和未炭化物等也被除去，终得到活性炭产品。由于物理法通常采用气体作为活化剂，工艺流程相对简单，产生的废气以CO2和水蒸气为主，对环境污染小，而且终得到的活性炭产品比表面积高，孔隙结构发达，应用范围广，因此在活性炭生产厂家中70%以上都采用物理法生产活性炭。下面对物理活化法的机理、工艺流程、装置设备及国内外发展现状等进行具体阐述。
一、原料炭化
物理法制备活性炭需要先将原料在400~600℃下进行炭化处理，使原料中碳元素以外的主要元素(氢、氧等)以气体形式脱除，通过CO:、CO 的形式也可使一部分碳元素释放出去，残留的碳元素则多数以类似石墨的碳微晶形态存在。然而和石墨晶体不同的是，这些碳微晶的排列是杂乱无章的，因此形成了具有活性炭原始形态的结构。但是仅仅经过炭化处理，碳微晶的周围以及碳微晶之间的缝隙仍被热解所产生的焦油或者无定形碳堵塞，因此需要进一步活化处理，除去这些堵塞孔隙的物质才能得到具有发达孔隙结构的活性炭。
二、气体活化法过程简述
在炭化的中间产物进行活化期间，是基本碳微晶以外的无定形碳
活性炭制备技术
烧结封团、导致活性炭的各种性能开始下降、活化时间选择在1b较好。 Ahoed 等通过氯化锌活化枣核制备了活性炭、结果表明、当活化时间由6h增加至3.5h时，得丰由43%降低至29%，在初的1.25h内降低得快、并在此时达到了大碘吸附值837.54mg/g、且在前1.25h内是有利于中孔增加的、随着活化时间的增加、中孔开始塌陷变为大孔，
活性炭的应用领域十分广泛、在应用过程中发挥作用的主要是孔结构和表而官能团、所以根据市场的需求有很多科研人员开始关注组合活化法，包括物理化学法、化学 化学法、微波-化学法等。
一、物理-化学活化法
物理化学活化法是结合物理法(CO:、水蒸气法等)与化学法(磷酸、氯化锌、氢氧化钾法等)制备活性炭的一种方法、此类活性炭具有特孔结构和表面官能团。Dolas等?)采用开心果壳与氯化锌前期浸清后，通过后续的高温CO=活化法制备了BET比表面积为3256m²/g、孔容积为1.36cm'/g的活性炭，而采用氯化钠溶液浸清的开心果壳采用高温CO:活化制备了 BET比表面积为3895m/g、孔容积为1.86cm’/g的活性炭。Arami Niya等()采用油棕榈壳为原料，先采用少量氯化锌或磷酸法活化制备具备初期窄微孔的活性炭、然后采用高温CO:活化制备了甲烷吸附用活性炭，此方法可以使得活性炭的孔结构均匀化分布、有利于甲烷的存储。
二、化学-化学活化法
化学-化学法是指结合两种不同的化学活化剂进行活化制备活性炭的方法。 Heidari等()采用赤桉木为原料，先使用磷酸或氯化锌活化制备早期活性炭、然后采用氢氧化钾法进行二次化学活化、制备了具有较高微孔含量(98%)的 CO;存储用活性炭。
三、微波-化学活化法
微波-化学法是指以微波加热的方式来提供化学法(磷酸、氧化锌、氯氧化钾等)活化所需热量来制备活性炭的方法，微波加热相比传统加热方式的优点是可以大幅度缩短活化时间，可以控制在10min左右，Lu等“)以竹子为原料，采用微波加热磷酸活化法制备了比表面积为1432m/g、孔容积为
0.696cm'/g的活性炭产品、得率可达47.8%，Hesas等通过微波氧化锌
