在油库,当油罐车装载汽1油的时候,原来空油罐里的油气和空气与装载的液态产品挥发的油气相混合,这种混合气体被装载入油罐的产品所代替。随着液体注满空的油罐车,液体把空气和油气从油罐顶部挤出,通过一根油气软管进入集汽管道系统。油气通过集汽管道系统流入一个汽液分离器。该汽液分离器能从油气中分离出液态汽1油,还能用泵抽回油罐。之后完全不带液体的油气流入油气回收系统。进入油气回收系统之后,油气进入两个吸附塔中的一个。每个吸附塔都装满了特殊的活性炭。空气-油气混合气体中的碳氢化合物被吸到活性炭粒子表面,并在大气条件下停留在那里。混合气体中的空气成分不受活性炭的影响,通过活性炭之后进入大气,中间不再掺杂碳氢化合物。在吸附过程中,特殊的活性炭利用表面动能的动力吸引碳氢化合物, 油气回收装置使用的特殊活性炭,它有很大的表面吸收面积。这么大的表面面积使每公斤活性炭可吸附多达0.5公斤碳氢化合物。当空气-碳氢化合物混合气体通过巨大的吸收表面之后,碳氢化合物被吸引到活性炭表面,并停留在这里直到出现更大的反向力。这种吸引的现象叫做“吸附”。
活性炭的含炭量、比表面积、灰分含量及其水悬浮液的pH值皆随活化温度的提高而增大。活化温度愈高,残留的挥发物质挥发愈完全,微孔结构愈发达,比表面积和吸附活性愈大。 [3] 活性炭中的灰分组成及其含量对炭的吸附活性有很大影响。灰分主要由K2O、Na2O、CaO、MgO、Fe2O3、Al2O3、P2O5、SO3、Cl-等组成,灰分含量与制取活性炭的原料有关,而且,随炭中挥发物的去除,炭中的灰分含量增大。 [3] 截止2007年,世界活性炭年产量达900kt,其中煤基(质)活性炭占总产量的2/3以上;而中国年产量已突破400kt,居世界首位,美国、日本等也是世界主要的活性炭产出国。
根据活性炭的外形,通常分为粉状和粒状两大类。粒状活性炭又有圆柱形、球形、空心圆柱形和空心球形以及不规则形状的破碎炭等。随着现代工业和科学技术的发展,出现了许多活性炭新品种,如炭分子筛、微球炭、活性炭纳米管、活性炭纤维等。 [5] 孔隙结构活性炭是由石墨微晶、单一平面网状碳和无定形碳三部分组成,其中石墨微晶是构成活性炭的主体部分。活性炭的微晶结构不同于石墨的微晶结构,其微晶结构的层间距在0.34~0.35nm之间,间隙大。即使温度高达2000 ℃以上也难以转化为石墨,这种微晶结构称为非石墨微晶,绝大部分活性炭属于非石墨结构。石墨型结构的微晶排列较有规则,可经处理后转化为石墨。非石墨状微晶结构使活性炭具有发达的孔隙结构,其孔隙结构可由孔径分布表征。活性炭的孔径分布范围很宽,从小于1nm到数千nm。有学者提出将活性炭的孔径分为三类:孔径小于2nm为微孔,孔径在2~50nm为中孔,孔径大于50nm为大孔。