活性炭機械強度的測定方法

       根據活性炭的操作使用環境不同，活性炭的機械強度測定有多種方法，可以根據活性炭在實際應用中，受到什么樣的磨損而選用一種適宜的方法。例如，在防毒面具中，炭顆粒主要受到的是磨損，那么他的強度是根據在球磨機中的磨損來確定。活性炭機械強度測定儀由三個水平轉鼓組成，轉鼓的轉速為（50±2）r/min；轉鼓的內徑為80mm，有效長度120mm，壁厚3mm，在內壁有對稱分布的縱筋兩條，筋高10mm，寬為4mm，長120mm，每個轉鼓內裝直徑為（14.3±0.2）mm的軸承滾珠5個。

實驗進行時，首先取100mL,試樣放入烘箱內，在105-110℃下烘干2h,然后在粒度儀上用測定該樣品粒度使用的下篩進行篩選，除去粉塵。水分小于1%的試樣不必烘干，但必須過篩。然后用量筒量取50mL試樣，在天平上稱其質量，裝入強度測定儀的轉鼓內，旋緊鼓蓋，水平放置在兩滾軸間，開動儀器并同時撤動秒表，運轉5min。取下鋼轉鼓，開蓋倒出鋼球，將試樣移至粒度儀上，仍用前述篩層進行第二次過篩，過篩時間為3min。收集保留在篩層上的試樣并稱量質量，與球磨前的質量進行比較，求出試樣強度。強度W按下式計算：

                        m2

             W（%）=————×100

                        m1

式中  

        m2     球磨后保留在篩層上的試樣，g。

m1     球磨前試樣的質量，g

       兩次平行測定誤差不應大于3%

如果在靜態負荷的情況下，先考慮的是位于截面內顆粒上部吸附劑層的壓力。這時壓力主要是擠壓，它的測定是在粒狀吸附劑機械強度試驗用的壓力機上進行。以活性炭分析樣品中取30粒具有較平端面的樣品，將這些樣品放在電熱恒溫干燥箱內（150±5）℃下烘干2h,然后在氣密稱量瓶中冷卻，按順序進行試驗。試驗時用鑷子取一粒，放在儀器的柱中央，然后轉動手輪慢慢擠壓，一面觀察雙指針壓力計讀數。在壓碎時壓力計的一個指針降至零點，第二個指針指出壓碎壓力。將壓碎壓力乘以儀器常數即柱塞面積求出壓碎力。將壓碎力除以顆粒的*小橫截面積即得機械強度值。以24粒強度測定的平均算術值（除去上三個和下三個結果）為機械強度的平均值。

       若用流動床和沸騰床進行氣體凈化或分離時，吸附劑的主要磨損來源氣動輸送。上述那些測定方法都不能反映流動裝置的條件，因此，必須采用新的方法-----空氣提升試驗法，在篩除粉塵以后取5g活性炭試樣，裝入吸附劑強度測定儀器中。氣體提升器裝有直徑為15mm、長度為500mm的下端口加粗的玻璃管，與管子同心裝有40mm、高達350mm的玻璃外罩。外罩下部套在管制錐形體上，錐形端部裝有直徑2mm的噴嘴，在距離外罩上端20mm處裝沖板。氮從鋼瓶1通過噴嘴入氣體提升器的下部，夾帶活性炭顆粒沿玻璃管向上走，使活性炭顆粒撞擊沖板并沖擊沿著玻璃管與外罩形成的環形空間向下返回。氮的速度由流量計2測定，*好保持*小速度，但不能影響活性炭的循環，例如用2.5m/s的速度，循環時間為15min.試驗后取出活性炭，用下篩篩孔的篩子篩選和稱量，按質量損失求出強度指標（%）：

                        m₂

             W（to）=————×100

                        m₁

       如果吸附劑處在流動和撞擊的情況下的磨損用裝有一定數量的不銹鋼球的專用盤中，進行定時旋轉和擊打組合運動。運動中活性炭骨架和表層同時受到破壞，測定活性炭被破壞的粒度變化情況。測定時所用的儀器為振篩機，他的轉速為280-320r/min;擊打次數為140-160次/min。試驗時，取200mL試樣放入電熱恒溫干燥箱內，在（150±5）℃下，烘干2h，在振篩機上，用測定該產品粒度時使用的底篩進行篩選1min,除去粉塵。用量筒量取100mL經過篩選的試樣，稱其質量（**至0.1g），倒入強度試驗盤中，加入鋼球，固定到振篩機上。

振動30min,從盤中取出鋼球，將試樣轉入強度試驗篩中，振篩10min,將振動后篩中的剩余試樣倒入瓷盤中，進行稱量（**至0.1g），振篩底盤中的試樣倒入另一瓷盤中，進行稱量（**至0.1g）,這樣再次重復一次。

強度分數按下式計算：

                     m₂

          H（%）=————×100

                     m₁

式中  

       H-------強度質量分數，%

       m₂----- 強度試驗篩中剩余試樣質量，g

       m₁-------原試樣質量，g

      試樣結果滿足下式要求，則試驗結果有效

      0.98m1≤m2+m3≤m1

式中

m₁-----原試樣質量，g

m₂------強度試驗篩中剩余試樣質量,g

m₃------試驗后底盤中試樣質量，g

兩份試樣各測一次，結果以計算平均值表示，**至百分位。