活性炭機(jī)械強(qiáng)度的測定方法

       根據(jù)活性炭的操作使用環(huán)境不同，活性炭的機(jī)械強(qiáng)度測定有多種方法，可以根據(jù)活性炭在實(shí)際應(yīng)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(qiáng)度是根據(jù)在球磨機(jī)中的磨損來確定。活性炭機(jī)械強(qiáng)度測定儀由三個水平轉(zhuǎn)鼓組成，轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速為（50±2）r/min；轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)徑為80mm，有效長度120mm，壁厚3mm，在內(nèi)壁有對稱分布的縱筋兩條，筋高10mm，寬為4mm，長120mm，每個轉(zhuǎn)鼓內(nèi)裝直徑為（14.3±0.2）mm的軸承滾珠5個。

實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時，首先取100mL,試樣放入烘箱內(nèi)，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(jìn)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(zhì)量，裝入強(qiáng)度測定儀的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，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(yùn)轉(zhuǎn)5min。取下鋼轉(zhuǎn)鼓，開蓋倒出鋼球，將試樣移至粒度儀上，仍用前述篩層進(jìn)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(zhì)量，與球磨前的質(zhì)量進(jìn)行比較，求出試樣強(qiáng)度。強(qiáng)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(zhì)量，g

       兩次平行測定誤差不應(yīng)大于3%

如果在靜態(tài)負(fù)荷的情況下，先考慮的是位于截面內(nèi)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(jī)械強(qiáng)度試驗(yàn)用的壓力機(jī)上進(jìn)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(nèi)（150±5）℃下烘干2h,然后在氣密稱量瓶中冷卻，按順序進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)時用鑷子取一粒，放在儀器的柱中央，然后轉(zhuǎn)動手輪慢慢擠壓，一面觀察雙指針壓力計讀數(shù)。在壓碎時壓力計的一個指針降至零點(diǎn)，第二個指針指出壓碎壓力。將壓碎壓力乘以儀器常數(shù)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(jī)械強(qiáng)度值。以24粒強(qiáng)度測定的平均算術(shù)值（除去上三個和下三個結(jié)果）為機(jī)械強(qiáng)度的平均值。

       若用流動床和沸騰床進(jìn)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(yàn)法，在篩除粉塵以后取5g活性炭試樣，裝入吸附劑強(qiáng)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(dá)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(huán)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(huán)，例如用2.5m/s的速度，循環(huán)時間為15min.試驗(yàn)后取出活性炭，用下篩篩孔的篩子篩選和稱量，按質(zhì)量損失求出強(qiáng)度指標(biāo)（%）：

                        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(shù)量的不銹鋼球的專用盤中，進(jìn)行定時旋轉(zhuǎn)和擊打組合運(yùn)動。運(yùn)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(jī)，他的轉(zhuǎn)速為280-320r/min;擊打次數(shù)為140-160次/min。試驗(yàn)時，取200mL試樣放入電熱恒溫干燥箱內(nèi)，在（150±5）℃下，烘干2h，在振篩機(jī)上，用測定該產(chǎn)品粒度時使用的底篩進(jìn)行篩選1min,除去粉塵。用量筒量取100mL經(jīng)過篩選的試樣，稱其質(zhì)量（**至0.1g），倒入強(qiáng)度試驗(yàn)盤中，加入鋼球，固定到振篩機(jī)上。

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

強(qiáng)度分?jǐn)?shù)按下式計算：

                     m₂

          H（%）=————×100

                     m₁

式中  

       H-------強(qiáng)度質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%

       m₂----- 強(qiáng)度試驗(yàn)篩中剩余試樣質(zhì)量，g

       m₁-------原試樣質(zhì)量，g

      試樣結(jié)果滿足下式要求，則試驗(yàn)結(jié)果有效

      0.98m1≤m2+m3≤m1

式中

m₁-----原試樣質(zhì)量，g

m₂------強(qiáng)度試驗(yàn)篩中剩余試樣質(zhì)量,g

m₃------試驗(yàn)后底盤中試樣質(zhì)量，g

兩份試樣各測一次，結(jié)果以計算平均值表示，**至百分位。