有機(jī)廢氣活性炭的活化方法與用途
有機(jī)廢氣活性炭(英語:Active charcoal)是黑色粉末狀或顆粒狀的碳物質(zhì)?;钚蕴吭诮Y(jié)構(gòu)上由于微晶碳是不規(guī)則排列,在交叉連接之間有細(xì)孔,在活化時會產(chǎn)生碳組織缺陷,因此它是一種多孔碳,堆積密度低,比表面積大,也是做一個過濾器的主要物料。
種類
多孔表面
由于原料來源、制造方法、外觀形狀和應(yīng)用場合不同,活性炭的種類很多,到目前為止尚無的統(tǒng)計材料,大約有上千個品種。
活性炭的孔隙半徑大小可分為:
大孔:半徑 > 20,000nm過渡孔:半徑150 ~ 20,000nm微孔:半徑 < 150nm
活化方法
主要活化方法:木炭、果殼炭、煤等原料經(jīng)造粒后,在1000℃下用水蒸氣、二氧化碳、進(jìn)行活化的氣體活化法。
干燥后的原料用氯化鋅溶液浸漬,混合,在500~700℃下加熱,進(jìn)行碳化或活化,稱為藥劑活化法。酸棗殼活性炭過濾是指用多孔海綿經(jīng)過浸碳加膠處理。活性炭的特點是去除空氣中的異味。一般須配合立的初、中效過濾器的使用。我司生產(chǎn)各種活性碳窩狀過濾網(wǎng),是利用活性炭特的微孔吸附件原理制造的。通過吸附作用除掉空氣中的異味和有害氣體。具有良好的吸附性能,成型性好、強(qiáng)度高、氣流阻力較小。 其特點是:表面積大、吸附能力強(qiáng)、祛除空氣中的異味和有害氣體等。 活性炭,又名活性碳蜂窩狀過濾網(wǎng),是在聚氨酯發(fā)泡海綿上載負(fù)活性炭制成的,其含炭量35%-55%,具有的吸附性能,可用于空氣凈化,去除揮發(fā)性有機(jī)化合物和通??諝庵械奈廴疚镔|(zhì),可在大風(fēng)量的凈化器中使用,氣阻、壓降很小,具有很好的凈化效果。主要用于各種家用、車用空調(diào)、空氣凈化器、水質(zhì)凈化、氣相吸附等領(lǐng)域采用煤為原材料,經(jīng)過炭化→冷卻→活化→洗滌等一系列工序研發(fā)而成。其外觀普遍為黑色圓柱狀煤質(zhì)柱狀活性炭,不定形煤質(zhì)顆粒煤質(zhì)柱狀活性炭,又稱破碎炭。圓柱形煤質(zhì)柱狀活性炭又稱柱狀炭,一般由粉狀原料和粘結(jié)劑經(jīng)混捏、擠壓成型再經(jīng)炭化、活化等工序制作而成。也可以用粉狀煤質(zhì)柱狀活性炭加粘結(jié)劑擠壓成型。具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu),良好的吸附能力,機(jī)械強(qiáng)度較高,易反復(fù)再生,造價低等優(yōu)勢;可用于有毒氣體的凈化,廢氣處理,工業(yè)和生活用水的凈化處理,溶劑回收等方面。 是一種多孔性的含炭物質(zhì),它具有高度發(fā)達(dá)的孔隙構(gòu)造,是一種優(yōu)良的吸附劑,每克活性炭的吸附面積更相當(dāng)于八個網(wǎng)球之多.而其吸附作用是借助物理性吸附力與化學(xué)性吸附力達(dá)成.其組成物質(zhì)除了炭元素之外,尚含有少量的氫、氮、氧及灰份,其結(jié)構(gòu)則為炭形成六環(huán)物堆積而成。由于六環(huán)炭的不規(guī)則排列,造成了活性炭多微孔體積及高表面積的特性。 煤質(zhì)柱狀活性炭可適用于電廠原水凈化、自來水凈化.尤其在化工污水的過濾凈化處理以及電廠鍋爐采用苦咸水的氯根處理方面,有很好的處理效果。 煤質(zhì)柱狀活性炭還可是適用于電廠原水凈化、尤其在化工污水的過濾凈化處理以及電廠鍋爐采用苦咸水的氯根處理方面,有很好的處理效果。
有機(jī)廢氣活性炭 以椰殼,木屑、煤質(zhì)為原料,經(jīng)過一系列的生產(chǎn)工藝精制而成。外觀黑色圓柱形顆粒,廣泛用于氣體處理、污水處理、脫硫脫硝、溶劑回收、制氮機(jī)、空分設(shè)備、油漆車間等領(lǐng)域。木質(zhì)柱狀活性炭燃點溫度4504℃(根據(jù)不 同產(chǎn)品而定) 木質(zhì)柱狀活性炭分類: 有機(jī)廢氣活性炭以原材料分類可以分為三種,一種是以木屑、木材為原材料,我們稱為木質(zhì)柱狀活性炭,一種我們是以煤、煤炭為原材料生產(chǎn)的產(chǎn)品為煤質(zhì)柱狀活性炭,一種是以椰子殼為原材料,我們稱為椰殼柱狀活性炭,因為這三種有機(jī)廢氣活性炭采用的原料不同,用途也不同。 木質(zhì)柱狀活性炭用途: 廣泛使用在:生活污水、化學(xué)廢水、自來水廠、氣體脫硫、凈化空氣、化工行業(yè)等領(lǐng)域。 木質(zhì)柱狀活性炭優(yōu)點: 由于的木材,椰殼為原料,制成的柱狀活性炭是低于傳統(tǒng)的煤柱狀炭,雜質(zhì)少,氣相吸附值,CTC占優(yōu)勢。 煤質(zhì)柱狀活性炭具有孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、比表面積大、吸附能力強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高、床層阻力小、化學(xué)穩(wěn)定性好、易再生、耐久性好等優(yōu)點。 產(chǎn)品孔徑分布合理,達(dá)到吸附和解吸,從而大大提高產(chǎn)品的使用壽命(平均為2到3年),是普通煤的1.4倍。
山東 臨朐縣海源活性炭廠,位于濰坊市臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村,建廠多年來,經(jīng)不斷發(fā)展,現(xiàn)已成為一家綜合性濾料廠家,產(chǎn)品有:型號用途活性炭,廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢氣吸附、水質(zhì)凈化,工業(yè)產(chǎn)品脫色 提純,建廠20年來,以活性炭為主業(yè);不斷加大科研投入,產(chǎn)品種類,質(zhì)量穩(wěn)定,深受廣大客戶好評。
經(jīng)過臭氧處理后進(jìn)行有機(jī)廢氣活性炭處理主要有以下三個好處:①破壞水中殘余臭氧,一般發(fā)生在初炭層的幾厘米處;②通過吸附去除化合物或臭氧副產(chǎn)物;③通過山東 臨朐縣海源活性炭廠,位于濰坊市臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村,建廠多年來,經(jīng)不斷發(fā)展,現(xiàn)已成為一家綜合性濾料廠家,產(chǎn)品有:型號用途活性炭,廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢氣吸附、水質(zhì)凈化,工業(yè)產(chǎn)品脫色 提純,建廠20年來,以活性炭為主業(yè);不斷加大科研投入,產(chǎn)品種類,質(zhì)量穩(wěn)定,深受廣大客戶好評。
經(jīng)過臭氧處理后進(jìn)行有機(jī)廢氣活性炭處理主要有以下三個好處:①破壞水中殘余臭氧,一般發(fā)生在初炭層的幾厘米處;②通過吸附去除化合物或臭氧副產(chǎn)物;③通過活性炭表面細(xì)菌的生物活動降解物質(zhì)。實驗研究表明,在活性炭處理過程中,同時發(fā)生快速吸附、慢速吸附和生物作用。臭氧生物活性炭工藝運(yùn)行之初,活性炭具有大的吸附容量,起主導(dǎo)作用的是快速吸附,既可以吸附小分子物質(zhì),也可以吸附非生物降解的大分子有機(jī)物。隨著過濾器吸附能力飽和運(yùn)轉(zhuǎn)時間的增長、大量的有機(jī)物積累在活性炭表面,活性炭的吸附容量逐漸減少,吸附速率也隨之下降,以慢速吸附為主,與此同時生物活動也開始,并逐步達(dá)到生物吸附平衡。大約要運(yùn)行5~20d的時間,活性炭表面才會出現(xiàn)明顯的生物活性。
在臭氧生物活性炭法進(jìn)行水處理的過程中臭氧與生物活性炭兩者的作用是互補(bǔ)的。臭氧與有機(jī)物的主要反應(yīng)是破壞炭化物的雙鍵產(chǎn)生酮和醛,這些產(chǎn)物是管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)細(xì)菌的養(yǎng)料,如果在處理過程中沒有去除這些養(yǎng)料,細(xì)菌就會在管網(wǎng)中迅速滋生,為了避免這種現(xiàn)象,應(yīng)采用適當(dāng)?shù)纳锾幚?,如活性炭或慢濾池,利用濾料表面的細(xì)菌將這類化合物降解去除,也可以在處理廠出水前投加少量氧化劑,如CI,CIO;等,如果沒有活性炭這種生物過濾器,就增加這類氧化劑的投加量,但絕大部分可溶有機(jī)物被活性炭上的生物去除后,則大大減少了這類氧化劑的投加量,這也同時降低了新的氣味和色度污染問題,可根據(jù)檢測管網(wǎng)的細(xì)菌量來不斷調(diào)整臭氧的投加量,使加氯量降低50%。
隨著有機(jī)廢氣活性炭性能的提高,使用得比較普遍的是簡單裝置的種方式,壓力回轉(zhuǎn)吸附中,簡單的是兩塔切換裝置,均壓工序也是上下同時進(jìn)行均壓。再生產(chǎn)是在均壓后的減壓進(jìn)行,此時把一部分產(chǎn)品氮氣作為載氣的形式逆流具有一定的效果,逆流量有佳價值,10%左右經(jīng)濟(jì)性好,再生后,接在均壓后面的是用供給的原料氣體升壓[11]。在制造高純度氮氣時,用產(chǎn)品氮氣將均壓時在塔內(nèi)出口一側(cè)生產(chǎn)的不純氣體回流壓入入口側(cè),是一種升壓的有效方法。作為一種廉價而又容易操作、方便的氮氣發(fā)生裝置,它的用途已經(jīng)確立,并逐漸普及。活性炭表面細(xì)菌的生物活動降解物質(zhì)。實驗研究表明,在活性炭處理過程中,同時發(fā)生快速吸附、慢速吸附和生物作用。臭氧生物活性炭工藝運(yùn)行之初,活性炭具有大的吸附容量,起主導(dǎo)作用的是快速吸附,既可以吸附小分子物質(zhì),也可以吸附非生物降解的大分子有機(jī)物。隨著過濾器吸附能力飽和運(yùn)轉(zhuǎn)時間的增長、大量的有機(jī)物積累在活性炭表面,活性炭的吸附容量逐漸減少,吸附速率也隨之下降,以慢速吸附為主,與此同時生物活動也開始,并逐步達(dá)到生物吸附平衡。大約要運(yùn)行5~20d的時間,活性炭表面才會出現(xiàn)明顯的生物活性。
在臭氧生物活性炭法進(jìn)行水處理的過程中臭氧與生物活性炭兩者的作用是互補(bǔ)的。臭氧與有機(jī)物的主要反應(yīng)是破壞炭化物的雙鍵產(chǎn)生酮和醛,這些產(chǎn)物是管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)細(xì)菌的養(yǎng)料,如果在處理過程中沒有去除這些養(yǎng)料,細(xì)菌就會在管網(wǎng)中迅速滋生,為了避免這種現(xiàn)象,應(yīng)采用適當(dāng)?shù)纳锾幚?,如活性炭或慢濾池,利用濾料表面的細(xì)菌將這類化合物降解去除,也可以在處理廠出水前投加少量氧化劑,如CI,CIO;等,臨朐縣海源活性炭廠如果沒有活性炭這種生物過濾器,就增加這類氧化劑的投加量,但絕大部分可溶有機(jī)物被活性炭上的生物去除后,則大大減少了這類氧化劑的投加量,這也同時降低了新的氣味和色度污染問題,可根據(jù)檢測管網(wǎng)的細(xì)菌量來不斷調(diào)整臭氧的投加量,使加氯量降低50%。
隨著有機(jī)廢氣活性炭性能的提高,使用得比較普遍的是簡單裝置的種方式,壓力回轉(zhuǎn)吸附中,簡單的是兩塔切換裝置,均壓工序也是上下同時進(jìn)行均壓。再生產(chǎn)是在均壓后的減壓進(jìn)行,此時把一部分產(chǎn)品氮氣作為載氣的形式逆流具有一定的效果,逆流量有佳價值,10%左右經(jīng)濟(jì)性好,再生后,接在均壓后面的是用供給的原料氣體升壓[11]。在制造高純度氮氣時,用產(chǎn)品氮氣將均壓時在塔內(nèi)出口一側(cè)生產(chǎn)的不純氣體回流壓入入口側(cè),是一種升壓的有效方法。作為一種廉價而又容易操作、方便的氮氣發(fā)生裝置,它的用途已經(jīng)確立,并逐漸普及。
有機(jī)廢氣活性炭中的灰分組成及其含量對炭的吸附活性有很大影響?;曳种饕蒏2O、Na2O、CaO、MgO、Fe2O3、Al2O3、P2O5、SO3、Cl-等組成,灰分含量與制取活性炭的原料有關(guān),而且,隨炭中揮發(fā)物的去除,炭中的灰分含量增大。
有機(jī)廢氣活性炭過濾器的工作是通過炭床來完成的。組成炭床的活性炭顆粒有非常多的微孔和的比表面積,具有很強(qiáng)的物理吸附能力。水通過炭床,水中有機(jī)污染物被活性炭有效地吸附。此外活性炭表面非結(jié)晶部分上有一些含氧管能團(tuán),使通過炭床的水中之有機(jī)污染物被活性炭有效地吸附?;钚蕴窟^濾器是一種較常用的水處理設(shè)備,作為水處理脫鹽系統(tǒng)前處理可有效后級設(shè)備使用壽命,提高出水水質(zhì),防止污染,特別是防止后級反滲透膜,離子交換樹脂等的游離態(tài)余氧中毒污染。
有機(jī)廢氣活性炭過濾主要用于去除水中有機(jī)物,膠體硅,余氯(Cl2)等,對臭味,色度,重金屬離子的吸附能力很強(qiáng)。飲料行業(yè)選用凈水炭,可改善產(chǎn)品口感。
活性炭過濾器主要用于礦泉水,各種純水工藝,游泳池和其它工藝中水質(zhì)凈化作用。具有除臭,除異味,去除水中氯離子等有機(jī)物功能。外殼采用不銹鋼或碳鋼制,填料采用凈水活性炭。
有機(jī)廢氣活性炭過濾網(wǎng)采用通孔結(jié)構(gòu)的鋁蜂窩、塑料蜂窩、紙蜂窩為載體。與傳統(tǒng)活性炭過濾網(wǎng)相比,具有更優(yōu)良的氣體動力學(xué)性能,體積密度小,比表面積大、吸附,風(fēng)阻系數(shù)小。蜂窩狀活性炭濾網(wǎng)是在聚氨酯泡棉上載附粉狀活性炭制成,其含碳量在35%-50%左右。具有活性炭的吸附性能,可用于空氣凈化,去除揮發(fā)性有機(jī)化合物、硫化氫、氯苯和空氣中的污染物??諝庾枇π?,能耗低,可在一定風(fēng)量下除臭、除異味,凈化環(huán)境,具有很好的凈化效果。
活性炭是一種經(jīng)特殊處理的炭,將有機(jī)原料(果殼、煤、木材等)在隔絕空氣的條件下加熱,以減少非碳成分(此過程稱為炭化),然后與氣體反應(yīng),表面被侵蝕,產(chǎn)生微孔發(fā)達(dá)的結(jié)構(gòu) (此過程稱為活化)。
有機(jī)廢氣活性炭過濾吸附原理
根據(jù)吸附過程中,活性炭分子和污染物分子之間作用力的不同,可將吸附分為兩大類;物理吸附和化學(xué)吸附(又稱活性吸附)。在吸附過程中,當(dāng)活性炭分子和污染物分子之間的作用力是范德華力(或靜電引力)時稱為物理吸附;當(dāng)活性炭分子和污染物分子之間的作用力是化學(xué)鍵時稱為化學(xué)吸附。物理吸附的吸附強(qiáng)度主要與活性炭的物理性質(zhì)有關(guān),與活性炭的化學(xué)性質(zhì)基本無關(guān)。由于范德華力較弱,對污染物分子的結(jié)構(gòu)影響不大,這種力與分子間內(nèi)聚力一樣,故可把物理吸附類比為凝聚現(xiàn)象。物理吸附時污染物的化學(xué)性質(zhì)仍然保持不變。
由于化學(xué)鍵強(qiáng),對污染物分子的結(jié)構(gòu)影響較大,故可把化學(xué)吸附看做化學(xué)反應(yīng),是污染物與活性炭間化學(xué)作用的結(jié)果。化學(xué)吸附一般包含電子對共享或電子轉(zhuǎn)移,而不是簡單的微擾或弱化作用,是不可逆的化學(xué)反應(yīng)過程。物理吸附和化學(xué)吸附的根本區(qū)別在于產(chǎn)生吸附鍵的作用力。
吸附過程是污染物分子被吸附到固體表面的過程,分子的自由能會降低,因此,吸附過程是放熱過程,所放出的熱稱為該污染物在此固體表面上的吸附熱。由于物理吸附和化學(xué)吸附的作用力不同,它們在吸附熱、吸附速率、吸附活化能、吸附溫度、選擇性、吸附層數(shù)和吸附光譜等方面表現(xiàn)出一定的差異。