活性炭再生问题总结.(精选)
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活性炭知识一、简介活性炭是一种多孔的含碳性物质,包含有发达的孔隙结构,是一种非常优良的吸附剂,它是利用木炭、各种果壳和优质煤等作为原料,通过物理和化学方法对原料进行破碎、过筛、催化剂活化、漂洗、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成。
它具有物理吸附和化学吸附的双重特性,可以有选择的吸附气相、液相中的各种物质,以达到脱色精制、消毒除臭和去污提纯等目的。
广泛应用于水处理、气体的分离精制、冰箱的除臭、金属的提取、军事防护和环境保护等各个领域。
二、活性碳的物理、化学性质1、物理特性:活性炭是一种多孔径的炭化物,有极丰富的孔隙构造,具有良好的吸附特性,它的吸附作用藉物理及化学的吸咐力而成的,其外观色泽呈黑色。
其成份除了主要的炭以外,还包含了少量的氢、氮、氧,其结构则外形似以一个六边形,由于不规则的六边形结构,确定了其多体积及高表面积的特点,每克的活性炭所具的有比表面相当于1000个平方米之多。
-2、活性炭化学性质稳定,能耐酸、碱,耐高温高压,因此适应性很广。
三、活性炭的吸附原理吸附原理是在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度,再把有机物质杂质吸附到活性炭颗粒内。
四、活性碳的制备1、制备原料:活性炭可由许多种含炭物质制成,几乎所有含碳材料都可用来制备活性炭,这些物质包括木材、锯屑、煤、焦炭、泥煤、木质素、果核、硬果壳、蔗糖浆粕、骨、褐煤、石油残渣等。
其中煤及椰子壳已成为制造活性炭最常用的原炓。
很适用于气体活化法的原料是木炭、坚果壳炭、褐煤或泥炭制得的焦炭。
2、制备方法:活性炭的制造基本上分为炭化和活化两过程:第一过程,炭化,将原料加热,在170至600℃的温度下干燥,并使原有的有机物大约80%炭化。
第二过程是使炭化物活化,将第一步已炭化好的炭化料送入反应炉中,与活化剂和水蒸气反应,完成其活化过程,制成成品。
在吸热反应过程中,主要产生CO及H2组合气体,用以将炭化料加热至适当温度(800至1000℃),除去其中所有可分解的物质,产生丰富的孔隙结构及巨大的比表面积,使活性炭具有很强的吸附能力。
活性炭如何储存,五大注意事项一定要了解活性炭如何储存很多人不知道,其实它不算是一个难题,只要在储存时注意一番,活性炭一般是不会出现问题的。
活性炭的储存:
1、运输:在运输过程中,应防止果壳的活性炭与硬质材料混合。
请勿踩踏或踩踏,以防止碳颗粒破裂并影响质量。
2、储存:储存应储存在多孔吸附剂中,因此在储存和使用过程中,必须绝对防止水浸。
浸入水中后,大量的水填充了活动空隙,使其失效。
3、防火:储存或运输活性炭时,请避免与火源直接接触以防止起火。
再生活性炭时,请避免氧气并使其完全再生。
再生后,必须通过蒸汽将其冷却至80°C以下,否则温度会很高并且会遇到氧气。
活性炭自燃。
使用:为防止在使用过程中产生焦油状物质,禁止焦炭。
4、活性炭应存放在阴凉干燥处,以防止内包装袋和内包装袋破裂,防止水分和吸收空气中的其他物质,影响使用效果。
严禁混入有毒有害气体或挥发性物质,并远离污染源。
5、在运输过程中,切勿用铁钩拖拽废活性炭。
应避免将其与硬质材料混合。
请勿强烈振动,摩擦,踩踏或砸碎它。
严格禁止扔它。
最后,活性炭是一种多孔吸附性物质,因此在运输,储存和使用过程中必须绝对防止水浸。
浸入水中后,水填充了活性孔,这降低了活性炭比表面与气体之间的直接接触,这很严重。
影响使用效果。
湿的活性炭需要从空气中除去氧气,并且在密闭的容器中消耗氧气会导致有毒的环境。
活性炭的注意事项1.使用前要清洗去除粉尘,否则这些黑色的粉尘可能暂时会影响水质的清洁度。
但建议不要直接用新鲜的自来水冲洗,因为活性炭的多孔隙一旦吸附大量自来水中的氯以及漂白粉,在随后放置到过滤器中使用时对水质造成的破坏,相信勿需我多言。
2.靠平时简单的清洗,是无法将活性炭的多孔隙中堵塞的杂物清洁干净的。
所以,务必定期更换活性炭,以免活性炭因“吸附饱和”而失去功效。
且更换的时机最好不要等它失效以后再更换,如此方可确保活性炭能不断地把水族箱水质中的有害物质去除。
建议每月更换1-2次活性碳3.活性炭的处理水质的效率与其处理用量相关,通常为“用量多处理水质的效果也相对好”。
4.定量的活性炭被使用后,在使用初期应该经常观测水质的变化,并留意观测结果,以作为多长时间活性炭失效而更换的时间判断依据。
5.在使用治疗鱼病的药剂时,应该暂时将活性炭取出,暂停使用。
以免药物被活性炭吸附而降低治疗效果。
6.活性炭在长期吸附有毒气体时要,经常拿出室外释放。
如果长时间吸附会自已把吸附的有毒气体释放出来。
活性炭本身不分解有毒气体,作用就像开窗,有毒室内最重要的还是要多多开窗。
注意事项1、运输与装卸:活性炭在运输过程中,不得用铁钩拖拽,应防止与坚硬物质混装,不可强烈振动、磨擦、踩、砸,严禁抛掷,应轻装轻卸,以减少炭粒破碎,影响使用。
2、储存:应储存于阴凉干燥处,防止内外包装袋破裂,防止受潮和吸附空气中其它物质,影响使用效果。
严禁与有毒有害气体或易挥发物质混放,存放要远离污染源。
3、严禁水浸:活性炭属于多孔性吸附类物质,所以在运输、储存和使用过程中,都要绝对防止水浸,因水浸后,水填充了活性孔隙,减少了活性炭比表面与气体的直接接触,严重影响使用效果。
4、防止焦油类物质:在使用过程中,应禁止焦油类粘稠物质进入活性炭床,以免堵塞活性炭孔隙或遮盖了活性炭展开表面,使气体不能与活性炭展开表面接触,失去应用效果,如气体中含有此类物质,应在气体进入活性炭床前进行清除(最好有除焦设备)以达到好的应用效果。
技术资料由大连莱特莱德水处理公司提供 在水处理应用中的活性炭的注意事项
水处理设备中的活性炭是一种吸附性能良好的吸附剂,具有稳定的物理化学性能、机械强度高、使用失效后易再生等特点,在水处理应用中需注意:
(1) 不同材质的活性炭孔径分布不同,要根据处理对象的相对分子量选择不同材质的活性炭。
(2) 活性炭一般吸附性能的大小不一定与吸附效果一致,在选择活性炭时,要考虑选择能表示吸附效果的指标。
(3) 针对去除特定的污染物,可以通过对活性炭表面化学性质进行改性的方法,提高对污染物的去除效率。
(4)活性炭再生后吸附性能会下降,需针对不同的吸附质,选择合适的再生方法,提高再生后的吸附性能。
几种活性炭再生方法的比较董文龙【摘要】活性炭是废水处理中常用的一种有效吸附剂,其再生具有重要意义。
对热再生法、生物再生法、湿式氧化再生法等传统的活性炭再生方法进行了回顾,同时对目前新兴的活性炭再生方法,如微波辐射再生法、超临界流体再生法和电化学再生法等进行了介绍和讨论。
%As an effective adsorbent,activated carbon is widely used in the treatment of wastewater.The traditional regeneration technologies of activated carbon,such as thermaldestruction,microorganism method and wet air oxidation are reviewed.Some new developed technologies,including microwave irradiation,supercritical fluid method and electrochemical method etc.were introduced and discussed.【期刊名称】《湖北林业科技》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】3页(P63-65)【关键词】活性炭;再生;吸附【作者】董文龙【作者单位】湖北生态工程职业技术学院生态工程系,武汉430200【正文语种】中文【中图分类】TQ424.1活性炭是1种无毒无味的吸附材料,孔隙结构非常发达,比表面积极大,对分子吸附能力很强。
活性炭吸附法在城市污水、工业废水深度处理和污染水源净化方面的应用非常广泛。
我国采用颗粒活性炭处理工业废水,如在炼油废水、印染废水、电镀废水和化工废水处理等方面都有了较大规模的应用,并取得了不错的效果。
吸附使用后的活性炭如果不进行再生处理,会造成资源浪费和环境污染。
活性炭除甲醛的原理及优缺点活性炭是一种常用的甲醛吸附剂,它在室内空气净化中起着重要的作用。
本文将介绍活性炭除甲醛的原理,并探讨其优缺点。
一、原理活性炭是一种具有微孔结构和大比表面积的物质,这使得它具备了良好的吸附能力。
活性炭的吸附原理是通过静电作用和化学吸附将甲醛分子吸附在其表面。
活性炭表面存在大量微孔,这些微孔提供了较大的吸附表面积,能够有效地吸附甲醛等有害气体。
二、优点1. 高效除甲醛:活性炭具有很高的吸附效率,能够快速有效地吸附甲醛。
其大比表面积和丰富的微孔结构提供了更大的接触面积,使其吸附效果更佳。
2. 可再生性:相比其他甲醛净化方法,活性炭具有可再生性。
当吸附饱和后,可以通过加热或烘干来除去吸附的甲醛,使其恢复吸附能力。
3. 无化学反应:活性炭吸附甲醛的过程中不会发生化学反应,不会产生有害物质。
这使得活性炭成为一种安全可靠的甲醛净化材料。
三、缺点1. 有限寿命:活性炭的吸附能力随着时间的推移逐渐降低,需要定期更换。
长时间未更换的活性炭可能饱和导致无法继续吸附甲醛。
2. 不能完全去除其他污染物:活性炭主要用于吸附甲醛等挥发性有机物,对于其他污染物(如颗粒物、异味等)的去除效果相对较差。
因此,如果空气中存在多种有害污染物,单独使用活性炭可能无法达到理想效果。
3. 体积较大:由于活性炭的微孔结构和大比表面积,相比其他甲醛净化方法,活性炭所占的空间更多。
这对于一些空间有限的环境来说,可能带来一定的不便。
四、总结活性炭是一种有效的甲醛吸附剂,其高效除甲醛、可再生性和无化学反应等优点使其成为室内空气净化中常用的材料。
然而,它也存在寿命有限、无法完全去除其他污染物和体积较大等缺点。
因此,在选择甲醛净化材料时,需要根据实际情况综合考虑各种因素,采用多种方法相结合,以获得更好的空气质量。
2018年第37卷第1期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·389·化工进展废弃粉末活性炭热解再生实验及表征分析路遥,李建芬,李红霞,辛馨,史训旺,刘照,程群鹏(武汉轻工大学化学与环境工程学院,湖北武汉 430023)摘要:通过对废弃粉末活性炭(WPAC)进行热解再生实验,采用热重(TG)、红外分析(FTIR)、表面分析(BET)、X射线衍射(XRD)表征手段,分析了废弃粉末活性炭热解再生前后的比表面积、孔隙结构及再生过程中有机物分解的初步规律。
同时比较了废弃粉末活性炭再生前后对亚甲基蓝(MB)的吸附性能,对WPAC热解再生效果进行了评价。
实验得出的最佳热解再生条件是以氮气为载气,热解温度650℃,热解时间2h。
在此再生条件下,再生炭(RPAC)的比表面积为1161.4m2/g,恢复到新鲜活性炭的94.5%;废弃粉末活性炭再生前后对亚甲基蓝的吸附等温线符合Langmuir模型,吸附容量为420.5mg/g,恢复到新鲜炭的89.6%。
由此结果表明,WPAC 经热解再生后表面化学性质、孔隙结构及吸附性能均得到有效恢复。
关键词:活性炭;热解;再生;比表面积中图分类号:TQ424.1 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2018)01–0389–06DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0816Experimental and characteristic analysis on pyrolysis regeneration ofwaste powdered activated carbonLU Yao,LI Jianfen,LI Hongxia,XIN Xin,SHI Xunwang,LIU Zhao,CHENG Qunpeng (School of Chemical and Environmental Engineering,Wuhan Polytechnic University,Wuhan 430023,Hubei,China)Abstract:The effect of pyrolysis regeneration on the specific surface area,pore structure and the decomposition of organic matter of waste powdered activated carbon(WPAC)was studied through X-ray diffraction(XRD),Fourier transform infrared analysis(FTIR),BET and thermo-gravimetric analysis(TG). Meanwhile,the adsorption capacity of waste powdered activated carbon were analyzed before and after pyrolysis. The optimal pyrolysis conditions as follow:N2 as carrier gas,the regeneration temperature and the time of pyrolysis is 650℃and 2h respectively. Under this condition,BET surface area of RPAC could be recovered to 1161.4m2/g which was 94.5% of fresh activated carbon. Langmuir model could well describe the adsorption isotherm of methylene Blue. The adsorption capacity of RPAC for the methylene blue was 420.5mg/g which was 89.6% of fresh activated carbon. The results showed that the surface chemical property,pore structure of WPAC and adsorption capacity could be effectively recovered through pyrolysis.Key words:activated carbon;pyrolysis;regeneration;specific surface area活性炭作为一种优质的吸附性材料在吸附、分离、催化等领域均展现出极大的应用前景[1-2],目前活性炭被广泛使用于各个行业,而且制备活性炭需要消耗大量的煤炭、木材等资源[3],若将吸附饱和的活性炭废弃掉,势必造成资源浪费及二次污染等问题[4-5],因此研究活性炭再生工艺对节约资源和保护环境具有重要意义,符合我国可持续发展战略。
第一,关于离子交换树脂和活性炭的问题.新树脂在进行填装前一般都需要经过预处理.基本上采用的是10%的NaCl (食盐)溶液浸泡,但由于目前树脂生产技术水平的提高,出厂后的阴阳树脂基本上都不用进行预处理就可以直接进装填至交换器中。
不过,在加过新树脂的阴阳床必须进行处理,阳床必须在5%的HCL(盐酸)溶液中浸泡,理论上是4-8小时,但可以根据实际情况浸泡24小时,主要是使树脂达到稳定状态。
阴床加树脂后,用4%的NaOH溶液浸泡,理论上是4-8小时,比较保险的做法是浸泡24小时。
在树脂进行酸碱处理时,溶液的必须大于树脂的体积,由于新加装的树脂都往往在顶部,因此溶液必须漫过整个树脂层,否则会造成阴阳床出水水质劣化和再生不利的情况,从而影响整个制水系统的运行。
由于活性炭的吸附力以物理吸附为主,一般是可逆的。
在实际运行中往往采用清水进行反洗,如果进水中含有悬浮物或胶体的话,反洗的效果并不理想,最好能够在反洗前向过滤器中充入压缩空气进行搅拌,不仅可以使反洗时间缩短,还可以使出水水质更好。
判断活性炭是否失效,可以采用对比进水和出水耗氧量的方法。
第二,关于再生剂使用的问题。
阴阳床在判断是否失效需要再生时,应采用阳床出水以Na离子含量为标准,阴床出水以SiO2离子含量为标准.所谓的工作交换容量是指在交换柱中,模拟水处理的实际运行下测得的交换容量,就是把离子交换树脂放在动态的交换柱中,通过需要的水,直到滤出液中有需要交换的离子漏出为止所发挥出的交换容量,称为工作交换容量.影响工作交换容量的因素有很多:如进水中离子的浓度,交换终点的控制指标,树脂层的高度,水流速度等.此外,若为了节约再生剂的用量,交换剂并不能得到彻底的再生,也会对工作交换容量有很大的影响.由于工作交换容量是一个测定值,因此必须明确规定运行条件或根据设备情况,原水水质和对出水水质的要求,通过试验来测定.若只以一种条件下计算得出的工作交换容量来判定任何情况下的阴阳床的失效,显然是不合理的,也不符合阴阳床本身运行的规律,并且不经济.除此以外,交换容量的指标还有全交换容量(用于理论研究),平衡交换容量(表示在某种给定溶液中离子交换树脂的最大交换容量).再生剂的用量是影响再生程度的重要因素,它对交换剂交换容量的恢复和经济性有直接的关系.因为离子交换反应是可逆的,故失效交换剂上所吸附着的离子,完全有可能由再生剂中的离子来取代,而且由于交换是按物质的量进行的,从理论上讲,1mol的再生剂足以使交换剂恢复1mol的交换容量.但实际上再生反应最多只进行到化学平衡状态,所以只用理论值的再生剂量去再生交换剂时,一般是不能使交换剂的交换容量完全恢复的,故在生产上再生剂用量都要超过理论值,用纯理论值来确定再生剂用两量是不合理的.再生剂的时间,由于除盐水水温升高,在同样的流速下,再生液的进酸,进碱时间变短,同时用量减少了,时间更加的短,使再生液和树脂接触的时间变少,对再生不利.再生液的温度对再生程度也有很大的影响.阴床再生时,再生液的温度提高可以改善对硅酸的置换效果并缩短再生时间,但前提是使用量不变的情况下.对于阳床来说,情况较为复杂,虽然提高再生液的温度 ,能加快树脂的内扩散和膜扩散,大大改善对树脂中铁及氧化物的消除程度,但是由于HCL盐酸是易挥发物质,温度升高使它更容易挥发形成HCL氯化氢气体,使得进酸时间变短,用量不足,无法使交换剂彻底再生,再生后的效果无法保证.因此,只有在保证同样的使用量和进酸时间的情况下,提高再生液水温对阳床再生有利.每种树脂的最优再生条件,如再生剂用量,再生液浓度和再生时间等,都应该通过试验来确定,而不是通过理论计算.第三,关于再生废水的回收和酸碱中和的问题.由于现在公司的整个形势是以节能减排为主要发展方向,因此做好废液的回收工作和处置好废液的排放问题,是运行水处理中很重要的一项工作.交换器的正洗水,我们已经回收利用了.再生时的废液一般都为酸性水和碱性水,都是进行中和处理的.但是根据现在的状况来看,中和至中性是比较困难的,常需要花费数小时进行中和,不是偏酸,就是偏碱,再加上,阳床再生后的酸性水需要3台阴床再生后的碱性水来中和,而目前现有的中和池容量已经不能满足现在的运行需要,往往还未到中性,中和池就已经满了,必须添加新鲜的液碱,使得液碱的用量上升.虽然中和池有300吨的容量,但能够实际使用的容量也只有70%左右.再生直径3000MM的阳床所带来的酸性水基本上为100吨左右,差不多是半个中和池的量,而此时至多能容纳2台直径为2000MM的阴床再生后的碱性水,无法完成中和,只有添加新鲜的液碱,并且计量箱通往中和池的阀门,开度太大,不易控制,无法很精确的加酸碱.若只有一个中和池,对中和比较不利,因为在排水中不会一直呈中性,有时碱性.有时酸性.节能减排并不能只是减再生时的使用量就可以了,若能提高阴阳床的再生程度,延长制水周期,减少再生次数,提高再生质量,不仅能减少酸碱排放,还可以节约新鲜的酸碱,避免了浪费.节能减排对于整个化水来说是一个系统工程并不是只减一个方面就好的.针对酸碱中和,目前还没有更好的方法,因此,大多数还是采用加酸,加碱的方法进行中和,控制难度较大,且不易混合均匀.有用弱酸性树脂处理的方法,但效果如何还不是很清楚.最后,有关于进厂酸碱的问题.由于目前的盐酸HCL的价格比较高,因此会有不法商人将食盐水NaCl掺入盐酸内,以赚取不义之财,CL离子对阳床再生的危害极大,所以在进厂时必须加强监督和分析,还有是由于HCL是由NaCl电解而来,若产品质量差些,也有可能带有CL离子,对再生造成影响.。
废活性炭在什么情况下属于危险废物?以及相关知识目录1.吸附恶臭气体的废活性炭属于一般固废么? (1)2.关于污水处理站恶臭处理活性炭是否属于危废的问题 (1)3.关于活性炭碘值问题的回复 (2)4.活性炭处理方式判别 (2)5.吸附水性漆喷涂产生的VOCs的废活性炭是否属于危险废物 (3)6.活性炭吸附是VoCS治理行业广泛应用的治理工艺,其主要为通过活性炭的自然吸附能力吸附废气。
那用来吸附废气的活性炭到底是固废还是危废呢?与纯活性炭又有何不同? (3)7.吸附VOCS后的废活性炭是不是危废? (3)8.产生了VoCS废活性炭该如何处理? (7)9.违法处置VOCS废活性炭,该承担什么责任 (7)1.吸附恶臭气体的废活性炭属于一般固废么?吸附恶臭气体的废活性炭属于一般固废么?问:生活污水处理站,用活性炭吸附恶臭气体,废活性炭算危废么?答:因为恶臭气体含硫化氢和氨气等有毒气体,活性炭吸附上述有毒气体后是否属于危险废物建议鉴别后确定其属性。
2.关于污水处理站恶臭处理活性炭是否属于危废的问题关于污水处理站恶臭处理活性炭是否属于危废的问题问:食品行业(生产火锅底料、蘸料、料酒)污水处理站恶臭(主要污染物氨、硫化氢、臭气浓度)采用活性炭处理,产生的废活性炭是否属于危废?2、2023版危废名录的HW49类的900・039・49“烟气”是指某种物质燃烧后的废气吗?答:不属于危险废物依据:国家危险废物名录(2023年版)中3.关于活性炭碘值问题的回复来信:关于生态环境部印发《2023年挥发性有机物治理攻坚方案》通知称:采用活性炭吸附技术的,应选择碘值不低于800mg∕g的活性炭。
目前废气处理设备里面使用的活性炭有二种,一是柱状形活性炭,二是蜂窝状活性炭。
柱状活性炭碘值是可以达到80Omg∕g°但目前市场废气处理设备更多的是使用催化燃烧设备,而且处理效果是非常好的,这些设备里面使用的是蜂窝活性炭,而蜂窝活性炭因为生产工艺问题目前碘值是达不到800mg∕g的,目前市场蜂窝活性炭最高碘值也就只能做到600mg∕go建议增加四氯化碳指标≥55%°回复:目前市场上存在大量质量低、吸附效果差的活性炭,难以满足挥发性有机物(VOCs)污染控制要求,《2023年挥发性有机物治理攻坚方案》提出“采用活性炭吸附技术的,应选择碘值不低于800毫克/克的活性炭”,目的是引导企业主动使用吸附效率高的活性炭,实现VOCS有效减排。
活性炭再生处置服务规范1 范围本文件规定了活性炭再生处置服务规范的术语和定义、缩略语、总体要求、预处理、再生处置、再生活性炭质量控制、运行与管理、环境保护。
本文件适用于活性炭的再生处置。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 191 包装储运图示标志GB 5085(所有部分)危险废物鉴别标准GB/T 6678 化工产品采样总则GB/T 7701.1 煤质颗粒活性炭气相用煤质颗粒活性炭GB 8978 污水综合排放标准GB 12348 工业企业厂界环境噪声排放标准GB 12463 危险货物运输包装通用技术条件GB 14554 恶臭污染物排放标准GB 15603 常用化学危险品贮存通则GB 16297 大气污染物综合排放标准GB 18597 危险废物贮存污染控制标准GB/T 19001 质量管理体系要求GB/T 24001 环境管理体系要求及使用指南GB/T 27611 再生利用品和再制造品通用要求及标识GB/T 33000 企业安全生产标准化基本规范GB/T 45001 职业健康安全管理体系要求及使用指南GB 50016 建筑设计防火规范(附条文说明)GB 50160 石油化工企业设计防火规范GB/T 50493 石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准GB/T 50770 石油化工安全仪表系统设计规范(附条文说明)GB 51283 精细化工企业工程设计防火标准GA 1511 易制爆危险化学品储存场所治安防范要求HJ 2025 危险废物收集、贮存、运输技术规范3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1溶剂回收用煤质颗粒活性炭 Granular activated carbon from coal for solvent recovery 主要用于回收苯、甲苯、二甲苯、丙酮、醇、醚、汽油、三氯甲烷、四氯化碳等有机溶剂的煤质颗粒活性炭。
活性炭再生工艺流程及注意事项下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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活性炭活化机理与再生***(***)摘要:介绍了几种主要的活性炭再生方法:光催化再生、热再生法、湿式氧化再生法、溶剂再生法、电化学再生法、超临界流体再生法、微波辐照再生法。
指出了各种性炭再生法的特点;评述了各种再生法的优点和缺点。
关键字:活性炭;活化机理;再生中图分类号:TQ12活性炭因其比表面积大,空隙多,无毒无污染被定义为优良吸附剂。
它是利用植物原料(木屑、木炭、果壳、果核)、煤和其它含碳工业废料作原料,通过物理和化学方法对原料进行破碎、过筛、催化剂活化、漂洗、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成。
国内活性炭在失活后往往被废弃,对环境产生二次污染并浪费了资源,故本文对目前主要几种活性炭再生方法进行分析,评述每种方法的优点和缺点。
1.光催化再生法1.1光催化再生的机理活性炭的光催化再生由三个准一级反应组成,再生初期 ,再生反应速度由光催化降解吸附质的速率决定。
反应的第二个阶段由光催化反应速度和吸附质的解吸速度共同决定,再生后期,再生反应速度由吸附质在活性炭上的解吸速率所决定,活性炭表面及其大孔内负载的是使苯酚降解转化分解为无机物的降解中心,正是由于降解中心的存在及其表面苯酚浓度趋于零的状态,使得已吸附于活性炭孔内的苯酚不断向这个中心扩散 ,形成活性炭孔内苯酚的浓度差在浓度差的作用下,扩散作用持续进行,导致活性炭内吸附位的逐步空出,从而实现活性炭的光催化再生。
1.1.1光催化再生的优缺点该技术所需原料成本低,设备简单。
炭的损失低,无二次污染等优点,开发此新型活性炭再生技术具有重要意义。
其再生后吸附能力与光催化降解质的浓度有很大的关系。
12h后由于吸附质解吸速度有限,再生速度将减缓。
2.热再生法2.1热再生法机理活性炭高温热再生方法是通过加热对活性炭进行热处理,使活性炭吸附的有机物在高温下炭化分解,最终成为气体逸出,从而使活性炭得到再生。
高温热再生在除去炭吸附的有机物的同时,还可以除去沉积在炭表面的无机盐,而且使炭的新微孔生成,使炭的活性得到根本的恢复。
1、 活性炭来源
活性炭产品种类很多,按生产原料不同可分为:煤基活性炭、木质活性炭、果壳活性炭和、
合成活性炭等。一般活性炭产品的比表面积可达500-1200m2/g.
按孔径分:
国际纯粹与应用化学联合台(IuPAcl972)依据不同尺寸孔限中分子吸附的不同,将孔分为三类:
w>50nm的为大孔
2nm<W<50nm的为中孔;
w<2nm的为微孔。
2、 活性炭再生
a) 必要性
活性炭再生是活性炭制备的重要组成之一。活性炭使用一段时间后会吸附饱
和,从而丧失吸附能力成为“废炭”。若直接将吸附饱和的炭丢弃不仅会增加
应用成本,还可能会导致二次污染,因此从经济和环保两方面考虑,活性炭的
“再生”意义重大。
b) 方法分类及其优缺点
热再生法
热再生法虽然有再生效率高、应用范围广的特点,但在再生过程中,须外
加能源加热,投资及运行费用较高。
生物再生法
催化再生法
微波再生法
c) 具体工艺(微波再生,重在流程)
活性炭补充:
微波再生(机器约30万一台)
是在热再生法的基础上发展起来的新型活性炭再生技术
通过SEM照片可以很明显的看出原始活性炭与微波改性后的活性炭的差别.原始活性炭表面
杂质较多,并且很多孔道被杂质堵塞;经微波处理后,活性炭表面的杂质被去除,孔道更加通畅
从而保证了甲苯更加容易进入活性炭的中孔和微孔,也就增加了其吸附容量.另外,从图中b、
c、d可以看出,随着微波加热温度的提高,活性炭的孔径明显变小,这是由于微波加热迅速升温
而导致的炭骨架收缩.在这种情况下,会有一部分孔道因收缩而失去吸附能力,从而导致高温
改性的活性炭物理吸附能力的下降,但由于高温改性会增加碱性基团的含量,因此相应的化学
吸附能力会有所提高.实验中850℃改性的活性炭吸附能力最高就是证明.但由于到达一定温
度(一般高于1 000℃)后活性炭表面酸性基团基本分解完毕,此时的活性炭化学吸附能力不会
再有明显提高,但继续升温会导致孔道不断变小,从而导致吸附能力下降,因此一味提高改性
温度是不经济也是不合理的.
4. 1
微波对活性炭的改性作用
首先活性炭是一种很好的微波吸收材料[54],它的吸附性能主要由它的孔隙结构和表
面化学性质决定,活性炭本身能够有效地吸收微波能量,会烧失一部分炭成分,从而使活性
炭的孔径扩大。另外,在微波的辐射下,体系温度迅速升高,以致活性炭孔道中吸附焦化废
水的有机物由于在高温挥发或炭化分解,最终矿化产生CO2、水蒸气等气体重新造孔,从而
使活性炭恢复到原来的吸附活性,再次吸附物质,即活性炭再生[55-57]微波再生的活性
炭接近于单层吸附,原因是微波使活性炭的孔容发生变化的主要是中孔,这些再生的中孔有
利于焦化废水中的小分子物质进入活性炭内部; 其次,微波辐射对活性炭表面结构也有一定
的影响: 酸性官能团、酚羟基和羧基大量减少,碱性官能团增加,这些变化均有利于物质的
吸附
4. 2
微波与活性炭协同作用
微波-活性炭处理效果并不是微波处理效果和活性炭处理效果的简简单单加成。而是难
降解的有机物分子在热运动的作用下,被吸附在活性炭的表面,随着微波辐射的作用,在温
度在 1000℃ 左右的活性中心上,被活性炭迅速热解氧化。即微波和活性炭协同作用的处理
效果远远大于先微波后活性炭吸附处理的效果或者先活性炭吸附再微波处理的效果。
在
这种情况下,会有一部分孔道因收缩而失去吸附能
力,从而导致高温改性的活性炭物理吸附能力的下
降,但由于高温改性会增加碱性基团的含量,因此相
应的化学吸附能力会有所提高.
结果证明,微波再生后活性炭
吸附能力大于电炉再生(电热再生)后活性炭的吸附能力;
微波活性炭再生设备(Phone5)与常规电热再生进行了比较,结果证明,微波再生后活性炭可保持较
强的吸附能力,而电炉再生后活性炭的吸附能力则大幅降低。
word.
热再生(要与微波再生做一个对比)
加热再生法由于工艺流程简单、可有效分解多种吸附质,而且再生较为彻底,是发展历史最
长且应用最广泛的再生方法。自 20 世纪 70 年代中期以来,随着热再生装置的不断发展,
活性炭热再生法也取得了长足发展,热再生炉在各个领域均有应用。热再生炉有多种,包括
多层炉、回转炉、隧道炉和液态化炉等。这些再生炉各有特色,如适合大规模再生的是回转
炉和多层炉; 适合粉炭再生,热效率较高的是近年来出现的液态化炉。
优缺点:
热再生具有再生效率高、再生的时间短等优点,但也具备炭损失和炭比表面积减小等缺点,
另外该再生法所需的设备复杂,费用较高,也是该方法在实验室研究中不常用的主要原因.
电化学再生:
生物再生
活性炭达到吸附饱和后,将模拟废水倒出,向锥形瓶中加入一定体积的再生菌液和无机盐培养
基,保持总体积为200mL,于25℃摇床好氧生物再生,以未加再生菌液的试样作为对照
生物再生法是利用经驯化过的菌种处理失效的活性炭,使吸附在活性炭上的有机物降解
并进一步消化分解成和恢复其吸附性能的过程。该法综合了物理吸附的高效性和生
物处理的经济性,充分利用了活性炭的物理吸附作用和微生物的生物降解作用。
胞外酶机制:
作出假设认为生物再生由胞外酶作用而产生,认为由微生物释放出来的胞外酶
向孔内扩散并与吸附的底物发生反应。代谢物较低的吸附性会使底物水解和酶的代谢物发生
解吸(活性炭孔径应大于10nm)2nm<W<50nm的为中孔.
参考文献:
[ 1]蒋剑春,孙康.活性炭制备技术及应用研究综述[J].江苏南京:林产化学与工业,
2017,37(1):1-13.
[58] 蒋文举,江霞,朱晓帆,等.微波加热对活性炭表面基团及吸附性能的影响[J]. 林
产化学与工业,2003,24( 1) : 39-42.
Using Microwave Heating To Improve the Desorption Efficiency ofHigh Molecular Weight VOC
from Beaded Activated Carbon
微波改性活性炭对甲苯吸附性能的实验研究
曹晓强1,2,黄学敏1,2,刘胜荣3,曹 利1,2
待解决问题:
✓ 电解池阴阳极:惰性电极
✓ 电解池电解液:通常选择盐溶液,可以是硫酸钠
湿式氧化再生
✓ 各种方法的适用范围:水中有机物、嗅味物质、特别是合成有机物的有效手段。
✓ 表面碱性基团:可以通过在不同气体中加热活性炭的方法去除表面氧而获得碱性特征,
具 有较强离子交换性能的碱性表面
.
催化再生(光催化)
光催化再生法是用一定范围的波长的光,在光催化剂的催化条件下,通过光化学反应使吸
附在饱和活性炭上的有机污染物降解,恢复活性炭的吸附性能,得到再生.目前研究最多的
光催化剂TiO2,,用TiO2,光催化再生处理印染废水的活性炭,-"}.TiO,与饱和活性炭的结合,
首先可以增强净化能力,其次是该方法可以将某些反应的副产物全部降解消失.同时,利用
TiO,与其他催化剂相结合,增加活性炭与光催化剂之间的负载力.光催化再生法对光的条件要
求较多,在不同的光照下的催化效果不同,对活性炭再生的效果也不同,且光催化剂负载量
也有相应的影响
再生方法 优势 劣势 适用情况
热再生法
再生效率高、 再生的时间短、 广泛应用于工业生产 炭损失和炭比表面积减小, 再生能耗高 有机污染物
电化学再生法
操作简便、再生效率较高、 多次再生活性炭吸附效率高 再生能耗高 无机金属离子,
有机物
生物再生法
成本低、再生效率稳定 再生效率不高 有机物
微波再生法
节能高效、 再生活性炭吸附效率高 设备费用高 有机物
活性炭再生方法 优势 劣势
热再生法
再生效率高、
再生的时间短、
广泛应用于工业生产
炭损失和炭比表面积减小,
再生能耗高
电化学再生法
操作简便、再生效率较高、
多次再生活性炭吸附效率高
再生能耗高
生物再生法
成本低、再生效率稳定 再生效率不高
微波再生法
节能高效、
再生活性炭吸附效率高
设备费用高
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