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所谓活性炭
再生,其实是指通过外界刺激带来活性炭外部环境变化,使活性成分重新活化达到重複使用目的的操作和方法。随着活性炭行业的广泛关注和在市场的发展,如今活性炭已应用在生活中的各个领域内。
一、 活性炭再生的定义
活性炭再生(即活化),是指用物理或化学方法在不破坏活性炭原有结构的前提下,将吸附于活性炭上的吸附质予以去除,恢复其吸附效能,从而达到重複使用的目的。
1、 活性炭再生能达到的指标和效果
採用的自燃直热迴转炉内热型製造活性炭装置可用较低能耗使饱和活性炭再生,该装置对活性炭的再生利用率可达到81%-92%,再生后活性炭的理化指标达到或接近新炭标準,在国内该领域处于领先水平。
2、 对饱和活性炭再生的技术先进性
(1) 连续生产、质量稳定,好控制,装置结构新颖,操作简便,基础设施投入少,装置体积小,设计合理;
(2) 乾燥、焙烧、活化三个阶段一次完成;
(3) 可接收活性炭的再生範围较广,饱和活性炭的颗粒只要在小于50目以下,都可以再生,对一些不太导电的饱和活性炭难于用放电加热的再生方法的就可以在该装置中进行活化再生;
(4) 活化温度大于800℃装置正常执行后,不需外部补充热量;
(5) 通入活化气体即可对炭化料进行活化,製造出新的活性炭,并补充一定量的空气,来得到製造活性炭所需要的温度;
(6) 整个製造新炭、再生活性炭操作过程可实现自动控制;
3、採用再生方式
根据多年积累的经验,首选高温加热再生法,高温加热再生法的优点在于其在再生过程中能分解多种物质,再生环境良好,从而成为主要再生方法。常用的高温加热再生方法有:多层活化炉、流动层活化炉及迴转式活化炉,採用的是拥有自主智慧财产权的迴转炉,其特点是能使饱和活性炭在炉堂内滚动均匀,活化透彻,特别是与其它炉型相比,具有更为稳定及可靠的再生质量。
三、 活性炭再生的意义
国家先后释出了《中华人民共和国迴圈经济促进法》、《「十二五」迴圈经济发展规划》等档案,鼓励各行业重视和加强生产、生活中所产生废物的再利用。活性炭作为使用广泛的一种吸附剂,各类行业年使用量相当可观,再生饱和活性炭再利用具有很强的经济、环境效益,受到国家政策支援和鼓励。
1、 有利于迴圈经济
活性炭的应用範围日趋广泛,但是由于活性炭在使用过程中容易饱和而失去吸附能力,从而必须通过经常更换来达到使用效果。而活性炭**昂贵,每次更换新炭,就会提升企业的执行成本,所以必须要考虑对饱和活性炭进行再生利用,以达到迴圈经济的目的。
2、 有利于节能减排
1吨饱和活性炭如果作为废弃物被焚烧掉,则相当于对大气释放0.128吨二氧化碳。製成1吨优质活性炭,需要消耗8吨木材或者8吨原煤,活性炭的再生可以大量减少对煤资源的消耗,减少大气汙染,降低能源浪费。
四、 饱和活性炭再生的方式
活性炭的再生方法有很多种,例如:加热再生法、生物再生法、溼式氧化法、溶剂再生法、电化学再生法、催化溼式氧化法等。
(1)加热再生法
加热再生法是应用最多,工业上最成熟的活性炭再生方法。处理有机废水后的活性炭在再生过程中,根据加热到不同温度时有机物的变化,一般分为乾燥、高温炭化及活化三个阶段。在乾燥阶段,主要去除活性炭上的可挥发成分。
高温炭化阶段是使活性炭上吸附的一部分有机物沸腾、汽化脱附,一部分有机物发生分解反应,生成小分子烃脱附出来,残余成分留在活性炭孔隙内成为「固定炭」。在这一阶段,温度将达到800~900°c,为避免活性炭的氧化,一般在抽真空或惰性气氛下进行。接下来的活化阶段中,往反应釜内通入co2、co、h2或水蒸气等气体,以清理活性炭微孔,使其恢复吸附效能,活化阶段是整个再生工艺的关键。
热再生法虽然有再生效率高、应用範围广的特点,但在再生过程中,须外加能源加热,投资及执行费用较高。
(2)生物再生法
生物再生法是利用经驯化过的细菌,解析活性炭上吸附的有机物,并进一步消化分解成h2o和co2的过程。生物再生法与汙水处理中的生物法相类似,也有好氧法与厌氧法之分。由于活性炭本身的孔径很小,有的只有几奈米,微生物不能进入这样的孔隙,通常认为在再生过程中会发生细胞自溶现象,即细胞酶流至胞外,而活性炭对酶有吸附作用,因此在炭表面形成酶促中心,从而促进汙染物分解,达到再生的目的。
生物法简单易行,投资和执行费用较低,但所需时间较长,受水质和温度的影响很大。
(3)溼式氧化再生法
在高温高压的条件下,用氧气或空气作为氧化剂,将处于液相状态下活性炭上吸附的有机物氧化分解成小分子的一种处理方法,称为溼式氧化再生法。实验获得的活性炭最佳再生条件为:再生温度230℃,再生时间1h,充氧po20.
6mpa,加炭量15g,加水量300ml。再生效率达到(45±5)%,经5次迴圈再生,其再生效率仅下降3%。活性炭表面微孔的部分氧化是再生效率下降的主要原因。
(4)溶剂再生法
溶剂再生法是利用活性炭、溶剂与被吸附质三者之间的相平衡关係,通过改变温度、溶剂的ph值等条件,打破吸附平衡,将吸附质从活性炭上脱附下来。溶剂再生法比较适用于那些可逆吸附,如对高浓度、低沸点有机废水的吸附。它的针对性较强,往往一种溶剂只能脱附某些汙染物,而水处理过程中的汙染物种类繁多,变化不定,因此一种特定溶剂的应用範围较窄。
(5)电化学再生法
电化学再生法是一种正在研究的新型活性炭再生技术。该方法将活性炭填充在两个主电极之间,在电解液中,加以直流电场,活性炭在电场作用下极化,一端成阳极,另一端呈阴极,形成微电解槽,在活性炭的阴极部位和阳极部位可分别发生还原反应和氧化反应,吸附在活性炭上的汙染物大部分因此而分解,小部分因电泳力作用发生脱附。该方法操作方便且效率高、能耗低,其处理物件所受侷限性较小,若处理工艺完善,可以避免二次汙染。
(6)催化溼式氧化法
传统溼式氧化法再生效率不高,能耗较大。再生温度是影响再生效率的主要原因,但提高再生温度会增加活性炭的表面氧化,从而降低再生效率。因此,人们考虑藉助高效催化剂,採用催化溼式氧化法再生活性炭。
同济大学水环境控制与资源化研究国家重点实验室的科研人员正在开展此方面的研究。随着可持续发展观念的深入人心,活性炭再生工艺与技术日益得到人们的重视。
️活性炭的再生
热心网友的回答:
传统活性炭再生方法
1.热再生法
热再生法是应用 最多,工业上最成熟的活性炭再生方法。处理有机废水后的活性炭在再生过程中,根据加热到不同温度时有机物的变 化,一般分为乾燥、高温炭化及活化三个阶段。在乾燥阶段,主要去除活性炭上的可挥发成分。
高温炭化阶段是使活性炭上吸附的一部分有机物沸腾、汽化脱附,一部分有机物发生分解反应,生成小分子烃脱附出来,残余成分留在活性炭孔隙内成为「固定炭」。在这一阶段,温度将达到800~900°c,为避免活性炭的氧化,一般在抽真空或惰性气氛下进行。接下来的活化阶段中,往反应釜内通入co2、co、h2或水蒸气等气体,以清理活性炭微孔,使其恢复吸附效能,活化阶段是整个再生工艺的关键。
热再生法虽然有再生效率高、应用範围广的特点,但在再生过程中,须外加能源加热,投资及执行费用较高。
2.生物再生法
生物再生法是利用经驯化过的细菌,解析活性炭上吸附的有机物,并进一步消化分解成h2o和co2的过程。生物再生法与汙水处理中的生物法相类似,也有好氧法与厌氧法之分。由于活性炭本身的孔径很小,有的只有几奈米,微 生物不能进入这样的孔隙,通常认为在再生过程中会发生细胞自溶现象,即细胞酶流至胞外,而活性炭对酶有吸附作用,因此在炭表面形成酶促中心,从而促进汙染物分解,达到再生的目的。
生物法简单易行,投资和执行费用较低,但所需时间较长,受水质和温度的影响很大。
3.溼式氧化再生法
在高温高压的条件下,用氧气或空气作为氧化剂,将处于液相状态下活性炭上吸附的有机物氧化分解成小分子的一种处理方法,称为溼式氧 化再生法。实验获得的活性炭最佳再生条件为:再生温度230°c,再生时间1h,充氧po20.
6mpa,加炭量15g,加水量300ml。再生效率达到(45±5)%,经5次迴圈再生,其再生效率仅下降3%。活性炭表面微孔的部分氧化是再生效率下降的主要原因。
传统的活性炭再生技术除了各自的弊端外,通常还有三点共同的缺陷:⑴再生过程中活性炭损失往往较大;⑵再 生后活性炭吸附能力会有明显下降;⑶再生时产生的尾气会造成空气的二次汙染。因此,人们或对传统的再生技术进行改进,或探索全新的再生技术。
1.溶剂再生法
溶剂再生法是利用活性炭、溶剂与被吸附质三者之间的相平衡关係,通过改变温度、溶剂的ph值等条件,打破吸附平衡,将吸附质从活性炭上脱附下来。
溶剂再生法比较 适用于那些可逆吸附,如对高浓度、低沸点有机废水的吸附。它的针对性较强,往往一种溶剂只能脱附某些汙染物,而水处理过程中的汙染物种类繁多,变化不定,因此一种特定溶剂的应用範围较窄。
2.电化学再生法
电化学再生法是一种正在研究的新型活性炭再生技术。该方法将活性炭填充在两个主电极之间,在电解液中,加以直流电场,活性炭在电场 作用下极化,一端成阳极,另一端呈阴极,形成微电解槽,在活性炭的阴极部位和阳极部位 可分别发生还原反应和氧化反应,吸附在活性炭上的汙染物大部分因此而分解,小部分因电泳力作用发生脱附。该方法操作方便且效率高、能耗低,其处理物件所受侷限性较小,若处理工艺完善,可以避免二次汙染。
实验结果表明,电化学再生活性炭具有较高的再生效率,可达到90%。此外,对工艺引数的研究表明,再生位置是活性炭再生工艺中最重要的影响因素,电解质nacl浓度是较重要的影响因素,再生电流和再生时间对活性炭的电化学再生 也有一定的影响。
3.超临界流体再生法
据最近的研究资料表明,在co2的临界点附近,再生效率的变化很大;对未被烘乾的活性炭,则需要延长其再生时间。对氨基苯磺酸而言,co2超临界流体法再生的最佳温度为308k,当温度超过308k时,再生不受影响;当流速大于1.47×10-4m/s时,流速不影响再生;用hcl溶液处理后,会使活性炭再生效果明显改善。
对苯而言,再生效率 在低压下随温度的下降而降低 ;在16.0mpa压力时的最佳再生温度为318k;在实验流速下,再生效率会随流速加快而提高。
4.超声波再生法
由于活性炭 热再生需要将全部活性炭、被吸附物质及大量的水份都加热到较高的温度,有时甚至达到汽化温度,因此能量消耗很大,且工艺装置複杂。其实,如在活性炭的吸附表面上施加能量,使被吸附物质得到足以脱离吸附表面,重新回到溶液中去的能 量,就可以达到再生活性炭的目的。超声波再生就是针对这一点而提出的。
超声再生的最大特点是只在区域性施加能量,而不需将大量的水溶液和活性炭加热,因而施加的能量很小。
研究表明经超声波再生后,再生排出液的温度仅增加2~3℃。每处理1l活性炭採用功率为50w的超声发生器120min,相当于每m3活性炭再生时耗电100kwh,每再生一次的活性炭损耗仅为乾燥质量的0.6%~0.
8%,耗水为活性炭体积的10倍。但其只对物理吸附有效,再生效率仅为45%左右,且活性炭孔径大小对再生效率有很大影响。
5.微波辐照再生法
微波辐照再生法是在热再生法基础上发展起来的活性炭再生技术。其原理是以电为能源,利用微波辐照加热实现再生。试验中的最佳再生效率出现在功率为hi(w),辐照时间约为80s时。
比较极差s可知,对再生后活性炭碘值恢复影 响最大的是微波功率,其次是辐照时间,最后是活性炭的吸附量。微波辐照法再生活性炭的时间短。能耗低、装置构造简单,具有较好的应用前景。
然而,在微波加热使有机物脱附过程中,是否有其它的中间产物产生等问题还有待于进一步研究。
6.催化溼式氧化法
传统溼式氧化法再生效率不高,能耗较大。再生温度是影响再生效率的主要原因,但提高再生温度会增加活性炭的表面氧化,从而降低再生效率。因此,人们考虑藉助高效催化剂,採用催化溼式氧化法再生活性炭。
同济大学水环境控制与资源化研究国家重点实验室的科研人员正在开展此方面的研究。随着可持续发展观念的深入人心,活性炭再生工艺与技术日益得到人们的重视。一些传统的活性炭再生技术与工艺在近几年有了新的改进与突破。
同 时新再生技术也在不断涌现 。虽然这些新兴技术在工艺路线上还不成熟,尚无法投入工业使用。但它们的出现为活性炭的再生带来了新思路与新**。
物理活化法
也叫做气体活化,此过程是将炭化产物于高温(800-950℃),通以水蒸气、二氧化碳或空气与炭质做选择性炭的氧化,以清除堆积在孔洞的反应生成物。
化学活化法
化学活化系将原料炭与活化剂直接调和、炭化与活化同时进行反应,此种方法能产生较少炭氢化合物或氧化物,但化学活化剂之汙染与**则是另一项需要考虑的问题。常用的活化剂有氯化锌及磷酸。
1 活性炭按原料 可分为 木质活性炭 果壳活性炭 兽骨 血活性炭 矿物原料活性炭 合成树脂活性炭 橡胶 塑料活性炭 再生活性炭等 2 活性炭按外观形态可分为 粉状 颗粒状 不规则颗粒状 圆柱形 球形和纤维状等。3 韩普 hcho psa 椰壳活性炭精选南纬10度 北纬10度之间热带椰壳,採用hcho...
1 看密度 活性炭孔隙越多,吸附效能就越高,活性炭就越酥鬆,相对密度就越低,手感就会越轻,在等重量包装情况下,体积也就越大。建议购买密度小,手感轻,等重量体积大的活性炭产品。2 看大小 活性炭颗粒越小,接触空气面积就越大,比表面积也越大,吸附效能就越好,但是颗粒越小,粉碎製作过程中损耗也越大,粉尘也...
椰壳活性炭选用东南亚优 质椰子壳为原料,经炭化 活化 精製加工而成,像椰维炭就是有椰壳製成的,具有孔隙结构发达 比表面积大 吸附能力强 强度高登特点,广泛应用除甲醛 各类水净化处理 水的深度处理 提取 香菸滤嘴 气体净化等方面。活性炭的原料按材质主要分为煤质 木质 果壳三种,以及果壳活性炭中最特别的...