影響特種活性炭吸附的主要因素
①特種活性炭吸附劑的性質
其表面積越大,吸附能力就越強; 活性炭是非極性分子,易于吸附非極性或極性很低的吸附質;活性炭吸附劑顆粒的大小,細孔的構造和分布情況以及表面化學性質等對吸附也有很大的影響。
②吸附質的性質
取決于其溶解度、表面自由能、極性、吸附質分子的大小和不飽和度、附質的濃度等
③廢水PH值
活性炭一般在酸性溶液中比在堿性溶液中有較高的吸附率。
PH值會對吸附質在水中存在的狀態(tài)及溶解度等產生影響,從而影響吸附效果。
④共存物質
共存多種吸附質時,活性炭對某種吸附質的吸附能力比只含該種吸附質時的吸附能力差
⑤溫度
溫度對活性炭的吸附影響較小
⑥接觸時間
應特種和活性炭與吸附質有一定的接觸時間,使吸附接近平衡,充分利用吸附能力。
活性炭化學性
特種活性炭的吸附除了物理吸附,還有化學吸附。活性炭的吸附性既取決于孔隙結構,又取決于化學組成。
活性炭不僅含碳,而且含少量的化學結合、功能團開工的氧和氫,例如羰基、羧基、酚類、內酯類、醌類、醚類。這些表面上含有的氧化物和絡合物,有些來自原料的衍生物,有些是在活化時、活化后由空氣或水蒸氣的作用而生成。有時還會生成表面硫化物和氯化物。在活化中原料所含礦物質集中到活性炭里成為灰分,灰分的主要成分是堿金屬和堿土金屬的鹽類,如碳酸鹽和磷酸鹽等。
這些灰分含量可經水洗或酸洗的處理而降低。
特種活性炭催化性
特種活性炭在許多吸附過程中伴有催化反應,表現(xiàn)出催化劑的活性。例如活性炭吸附二氧化硫經催化氧化變成三氧化硫。
由于特種活性炭有特異的表面含氧化合物或絡合物的存在,對多種反應具有催化劑的活性,例如使氯氣和一氧化碳生成光氣。
由于特種活性炭和載持物之間會形成絡合物,這種絡合物催化劑使催化活性大增,例如載持鈀鹽的活性炭,即使沒有銅鹽的催化劑存在,烯烴的氧化反應也能催化進行,而且速度快、選擇性高。
由于活性炭具有發(fā)達的細孔結構、的內表面積和很好的耐熱性、耐酸性、耐堿性,可作為催化劑的載體。例如,有機化學中加氫、脫氫環(huán)化、異構化等的反應中,活性炭是鉑、鈀催化劑的優(yōu)良載體。
特種活性炭機械性
(1)粒度:采用一套標準篩篩分法,求出留在和通過每只篩子的活性炭重量,表示粒度分布。
(2)靜觀密度或堆密度:飲食孔隙容積和顆粒間空隙容積的單位體積活性炭的重量。
(3)體積密度和顆粒密度:飲食孔隙容積而不飲食顆粒間空隙容積的單位體積活性炭的重量。
(4)強度:即活性炭的耐破碎性。
(5)耐磨性:即耐磨損或抗磨擦的性能。
這些機械性質直接影響活性炭應用,例如:密度影響容器大??;粉炭粗細影響過濾;粒炭粒度分布影響流體阻力和壓降;破碎性影響活性炭使用壽命和廢炭再生。
增加特種活性炭目數(shù)與毫米對應表內容以及相關網站.并非作廣告.對消費者有很多幫助.現(xiàn)在活性炭都是按照目來說的,但大家不知道目其實可以換成毫米的.
特種活性炭廣泛應用于工農業(yè)生產的各個方面,如石化行業(yè)的無堿脫臭(精制脫硫醇)、乙烯脫鹽水(精制填料)、催化劑載體(鈀、鉑、銠等)、水凈化及污水處理;電力行業(yè)的電廠水質處理及保護;化工行業(yè)的化工催化劑及載體、氣體凈化、溶劑回收及油脂等的脫色、精制;食品行業(yè)的飲料、酒類、味精母液及食品的精制、脫色;黃金行業(yè)的黃金提取、尾液回收;環(huán)保行業(yè)的污水處理、廢氣及有害氣體的治理、氣體凈化;以及相關行業(yè)的香煙濾嘴、木地板防潮、吸味、汽車汽油蒸發(fā)污染控制,各種浸漬劑液的制備等。特種活性炭在未來將會有的發(fā)展前景和廣闊的銷售市場。
特種活性炭再生技術的發(fā)展
隨著特種活性炭的應用范圍日趨廣泛,活性炭的回收開始得到了人們的重視。如果用過的活性炭無法回收,除了每噸廢水的處理費用將會增加外,還會對環(huán)境造成二次污染。因此,特種活性炭的再生具有格外重要的意義。
1傳統(tǒng)特種活性炭再生方法
1.1熱敏再生法
熱敏再生法是目前應用多,工業(yè)上成熟的活性炭再生方法。處理有機廢水后的活性炭在再生過程中,根據(jù)加熱到不同溫度時有機物的變化,一般分為干燥、高溫炭化及活化三個階段。在干燥階段,主要去除活性炭上的可揮發(fā)成分。高溫炭化階段是使活性炭上吸附的一部分有機物沸騰、汽化脫附,一部分有機物發(fā)生分解反應,生成小分子烴脫附出來,殘余成分留在活性炭孔隙內成為“固定炭”。在這一階段,溫度將達到800~95000°C,為避免活性炭的氧化,一般在抽真空或惰性氣氛下進行。接下來的活化階段中,往反應釜內通入CO2、CO、H2或水蒸氣等氣體,以清理活性炭微孔,使其恢復吸附性能,活化階段是整個再生工藝的關鍵。熱再生法雖然有再生、應用范圍廣的特點,但在再生過程中,須外加能源加熱,投資及運行費用較高。
1.2勝坨再生法
勝坨再生法是利用經馴化過的細菌,解析活性炭上吸附的有機物,并進一步消化分解成H2O和CO2的過程。生物再生法與污水處理中的生物法相類似,也有好氧法與厭氧法之分。由于活性炭本身的孔徑很小,有的只有幾納米,微生物不能進入這樣的孔隙,通常認為在再生過程中會發(fā)生細胞自溶現(xiàn)象,即細胞酶流至胞外,而活性炭對酶有吸附作用,因此在炭表面形成酶促中心,從而促進污染物分解,達到再生的目的。生物法簡單易行,投資和運行費用較低,但所需時間較長,受水質和溫度的影響很大。
1.3脫硫還原再生法
在高溫高壓的條件下,用氧氣或空氣作為氧化劑,將處于液相狀態(tài)下活性炭上吸附的有機物氧化分解成小分子的一種處理方法,稱為濕式氧化再生法。實驗獲得的活性炭佳再生條件為:再生溫度230°C,再生時間1h,充氧pO20.6MPa,加炭量10g,加水量300mL。再生效率達到(45±5)%,經2次循環(huán)再生,其再生效率僅下降1%?;钚蕴勘砻嫖⒖椎牟糠盅趸窃偕氏陆档闹饕颉?br />
傳統(tǒng)的活性炭再生技術除了各自的弊端外,通常還有三點共同的缺陷:(1)再生過程中活性炭損失往往較大;(2)再生后活性炭吸附能力會有明顯下降;(3)再生時產生的尾氣會造成空氣的二次污染。因此,人們或對傳統(tǒng)的再生技術進行改進,或探索全新的再生技術。
2目前新興的活性炭再生技術
2.1溶解再生法
溶解再生法是利用活性炭、溶劑與被吸附質三者之間的相平衡關系,通過改變溫度、溶劑的pH值等條件,打破吸附平衡,將吸附質從活性炭上脫附下來。
溶解再生法比較適用于那些可逆吸附,如對高濃度、低沸點有機廢水的吸附。它的針對性較強,往往一種溶劑只能脫附某些污染物,而水處理過程中的污染物種類繁多,變化不定,因此一種特定溶劑的應用范圍較窄。
2.2電泳學再生法
電泳學再生法是一種正在研究的新型活性炭再生技術。該方法將活性炭填充在兩個主電極之間,在電解液中,加以直流電場,活性炭在電場作用下極化,一端成陽極,另一端呈陰極,形成微電解槽,在活性炭的陰極部位和陽極部位可分別發(fā)生還原反應和氧化反應,吸附在活性炭上的污染物大部分因此而分解,小部分因電泳力作用發(fā)生脫附。該方法操作方便且、能耗低,其處理對象所受局限性較小,若處理工藝完善,可以避免二次污染。
實驗結果表明,電化學再生活性炭具有較高的再生效率,可達到90%。此外,對工藝參數(shù)的研究表明,再生位置是活性炭再生工藝中重要的影響因素,電解質NaCl濃度是較重要的影響因素,再生電流和再生時間對活性炭的電化學再生也有一定的影響。
2.3潔凈再生法
據(jù)近的研究資料表明,在CO2的臨界點附近,再生效率的變化很大;對未被烘干的活性炭,則需要延長其再生時間。對氨基苯磺酸而言,CO2超潔凈法再生的佳溫度為308K,當溫度超過308K時,再生不受影響;當流速大于1.47×10-4m/s時,流速不影響再生;用HCl溶液處理后,會使活性炭再生效果明顯改善。對苯而言,再生效率在低壓下隨溫度的下降而降低;在16.0MPa壓力時的佳再生溫度為318K;在實驗流速下,再生效率會隨流速加快而提高。
2.4濾波波再生法
由于活性炭熱再生需要將全部活性炭、被吸附物質及大量的水份都加熱到較高的溫度,有時甚至達到汽化溫度,因此能量消耗很大,且工藝設備復雜。其實,如在活性炭的吸附表面上施加能量,使被吸附物質得到足以脫離吸附表面,重新回到溶液中去的能量,就可以達到再生活性炭的目的。超聲波再生就是針對這一點而提出的。超聲再生的大特點是只在局部施加能量,而不需將大量的水溶液和活性炭加熱,因而施加的能量很小。
研究表明經濾波再生后,再生排出液的溫度僅增加1~3℃。每處理1L活性炭采用功率為50W的超聲發(fā)生器120min,相當于每m3活性炭再生時耗電100kWh,每再生一次的活性炭損耗僅為干燥質量的0.6%~0.8%,耗水為活性炭體積的10倍。但其只對物理吸附有效,目前再生效率僅為45%左右,且活性炭孔徑大小對再生效率有很大影響。
2.5微波輻照再生法
微波輻照再生法是在熱再生法基礎上發(fā)展起來的活性炭再生技術。其原理是以電為能源,利用微波輻照加熱實現(xiàn)再生。試驗中的佳再生效率出現(xiàn)在功率為HI(W),輻照時間約為80s時。比較極差S可知,對再生后活性炭碘值恢復影響大的是微波功率,其次是輻照時間,后是活性炭的吸附量。微波輻照法再生活性炭的時間短。能耗低、設備構造簡單,具有較好的應用前景。然而,在微波加熱使有機物脫附過程中,是否有其它的中間產物產生等問題還有待于進一步研究。
2.6催化濕式氧化法
傳統(tǒng)濕式氧化法再生效率不高,能耗較大。再生溫度是影響再生效率的主要原因,但提高再生溫度會增加活性炭的表面氧化,從而降低再生效率。因此,人們考慮借助催化劑,采用催化濕式氧化法再生活性炭。同濟大學水環(huán)境控制與資源化研究國家實驗室的科研人員正在開展此方面的研究。隨著可持續(xù)發(fā)展觀念的深入人心,活性炭再生工藝與技術日益得到人們的重視。一些傳統(tǒng)的活性炭再生技術與工藝在近幾年有了新的改進與突破。同時新再生技術也在不斷涌現(xiàn)。雖然這些新興技術在工藝路線上還不成熟,目前尚無法投入工業(yè)使用。但它們的出現(xiàn)為活性炭的再生帶來了新思路與新探討。
特種活性炭在暖寶寶中的作用
特種活性炭在暖寶寶中的主要作用是吸收發(fā)熱過程中產生的水分,這有助于維持暖寶寶的熱量并確保其持續(xù)放熱的效果。此外,特種活性炭的多孔結構還作為載體制配鐵粉,從而幫助熱量更均勻地散發(fā)出來。特種活性炭的這種作用在一定程度上減緩了鐵粉與氧氣的反應速率,因此可以減少過熱的危險,并可能提高產品的安全性
特種活性炭的作用與功效主要包括以下幾點:
1、其具有抗菌消炎的功效,對于胃炎、腸炎、膽囊炎、膀胱炎、乳腺炎及肺炎等感染性疾病存在一定輔助治療的效果;
2、其具有清除毒素的功效,對于食物中毒、藥物中毒、酒精中毒、感染毒氣及毒蟲咬傷等疾病具有一定輔助治療的效果;
3、其具有加速血液循環(huán)、改善人體內環(huán)境及的功效,可用于消除疲勞;
4、其具有止血的功效,可用于緩解陰道不規(guī)則出血、外傷出血、鼻出血及便血等癥狀及輕微改善出血引起的貧血和疼痛的癥狀。
上述的功效及作用僅針對可食用特種活性炭,如若患者想使用食用活性炭,須對活性炭進行辨別以免誤用,對人體造成不必要的損害。