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)。活性炭在結(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(shí)會(huì)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(gè)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(chǎng)合不同,活性炭的種類很多,到目前為止尚無的統(tǒng)計(jì)材料,大約有上千個(gè)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(diǎn)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(diǎn)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(jià)低等優(yōu)勢(shì);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(gè)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(diǎn)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?yàn)檫@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?jī)?yōu)點(diǎn): 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(shì)。 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(diǎn)。 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。
有機(jī)廢氣活性炭活化溫度的影響
活化溫度是指活化時(shí)活化料的高溫度,是有機(jī)廢氣活性炭孔性能的重要影響因素之一。Saka 等[33]采用氯化鋅法活化橡子殼制備活性炭發(fā)現(xiàn),在活化溫度分別為300℃、400℃、500℃和600℃時(shí),得到活性炭的比表面積分別為98㎡801m2/g、988m2/g和1289m2/g。Sayg山等[34]采用葡萄工業(yè)加工剩余物為原料,以氯化鋅活化法制備了活性炭,研究表明活化溫度由400℃升到600元比表面積SBET、總孔隙體積Vr、中間層次的孔隙體積Vmes、平均孔徑D,別由819.40m2/g增加至1455m/g,0.556cm3/g增加至2.318cm/g.74.645增加至94.61%,2.71nm增加至6.81nm,但微孔容積Vme由25.36%降低至5.39%。由以上分析可知,氯化鋅法活性炭制備的較佳溫度為600℃,過高的話化溫度會(huì)導(dǎo)致已經(jīng)生成的孔塌陷,且氯化鋅的揮發(fā)量也會(huì)增加,不僅造成活就劑的浪費(fèi),生成成本提高,還導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。
活化時(shí)間的影響
活化時(shí)間是指一定的活化溫度下的保溫時(shí)間,是活性炭質(zhì)量的重要影響素之一。Saygh等[35]采用番茄工業(yè)加工剩余物為原料,以氯化鋅活化法制備了活性炭,研究表明活化時(shí)間由0.5h升到1h,SBET、VT、V、D,分融522m2/g增加至1093m2/g,0.662cm/g增加至1.569cm/g.71%增加至92%,5.02nm 增加至5.92nm,但隨著活化時(shí)間的延長(zhǎng),由于已生成孔幕幕
1.有機(jī)廢氣活性炭原料的影響
(1)木屑樹種的影響 實(shí)驗(yàn)證明,活性炭的吸附性能與木屑樹種有密切的關(guān)系,多數(shù)情況下,認(rèn)為杉木屑較松木屑好,松木屑較硬雜木屑好,軟雜木屑較硬雜木屑好,材質(zhì)硬的木屑會(huì)影響氯化鋅溶液的滲透速度。但通過選擇適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)條件,采用混合木屑作原料,也可以克服由原料所引起的不利影響,生產(chǎn)出合格的活性炭。
(2)木屑含水率的影響木屑含水率對(duì)炭活化過程沒有直接影響,但會(huì)影響氯化鋅溶液的滲透速度,因而影響氯化鋅溶液浸漬的時(shí)間。對(duì)連續(xù)浸漬或混合過程尤為重要。含水率高(在纖維飽和點(diǎn)以上)的木屑不僅會(huì)降低氯化鋅溶液的滲透速度,而且要降低氯化鋅溶液濃度,從而影響炭活化效果。因此,當(dāng)木屑含水率超過30%時(shí),浸漬時(shí)間要求在8h以上,當(dāng)木屑含水率在纖維飽和點(diǎn)以下時(shí),氯化鋅溶液的滲透速度要快一些。木屑含水率在15%以下時(shí),混合時(shí)間短(15min)。木屑含水率還影響其對(duì)氯化鋅溶液的吸收量。例如,生產(chǎn)顆粒活性炭,吸收一定數(shù)量的濃度較低的氯化鋅溶液,因此要求木屑含水率不超過 5%。當(dāng)生產(chǎn)糖用活性炭時(shí),吸收足夠數(shù)量的高濃度的氯化鋅溶液,如果木屑含水率過高,就會(huì)降低氯化鋅溶液的濃度,從而影響鋅屑比,終影響活性炭的孔徑分布。
間歇法的平板爐和連續(xù)法的回轉(zhuǎn)爐是生產(chǎn)氯化鋅法粉狀活性炭的主體設(shè)備、平板爐法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、上馬快等優(yōu)點(diǎn),是國(guó)內(nèi)早期氯化鋅法活性炭的主體設(shè)備。但此法存在手工操作多、勞動(dòng)強(qiáng)度大、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題,導(dǎo)致了此法目前已被淘汰。回轉(zhuǎn)爐法具有生產(chǎn)能力大、機(jī)械化程度高、產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),是目前國(guó)內(nèi)外氯化鋅法活性炭的主體設(shè)備,工藝難點(diǎn)在于尾氣處理和氯化鋅回收方面,國(guó)內(nèi)尚未有成熟的工藝,日本已實(shí)現(xiàn)環(huán)保排放達(dá)標(biāo)生產(chǎn)。
1.工藝流程
連續(xù)法生產(chǎn)粉狀活性炭的工藝流程,一般由木屑篩選和干燥、氯化鋅溶液配制、配料(或浸漬)、炭活化、回收、漂洗(包括酸處理和水洗)、脫水、干燥與磨粉等工序組成。另外附設(shè)的廢氣處理系統(tǒng),以回收煙氣中的氯化鋅和鹽酸,減少對(duì)環(huán)境的污染。常用的生產(chǎn)工藝流程見圖2-6 和圖2-7.
2工藝操作
(1)木屑的篩選與干燥為了產(chǎn)品的質(zhì)量和工藝操作穩(wěn)定,并降低超細(xì)顆粒在后續(xù)回收工段過濾流失導(dǎo)致的活化劑的浪費(fèi),用振動(dòng)篩或滾筒篩對(duì)木屑進(jìn)行初步篩選,選取0.425~3.35mm的木屑顆粒,除去雜物(如板皮、鐵展、泥砂、石塊等),以免造成堵塞,增加回收、漂洗工序中的負(fù)荷、影響產(chǎn)品質(zhì)量。
篩選后的木屑含水率一般在45%~60%,此時(shí)水分過高會(huì)影響配料工序段化學(xué)活化劑的滲透,因此需要進(jìn)一步干燥控制工藝需要的水分含量。北方由于氣候干燥,雨水少,一些中小工廠常利用自然風(fēng)干方法干燥木屑,木屑進(jìn)行機(jī)械于燥時(shí),一般在氣流式干燥器中或回轉(zhuǎn)干燥器中進(jìn)行干燥。
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:各種型號(hào)用途活性炭,廣泛應(yīng)用于污水處理、工業(yè)廢氣吸附、飲料水處理、凈水過濾、電廠水預(yù)處理、廢水回收前處理、生物法污水處理。
臨朐縣海源活性炭廠,是一家從事活性炭生產(chǎn)20年的生產(chǎn)廠家,產(chǎn)品20多個(gè)型號(hào),覆蓋不同領(lǐng)域的活性炭使用環(huán)境,產(chǎn)品營(yíng)銷全國(guó),質(zhì)量穩(wěn)定如一,初心不改,一切為環(huán)保事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn),始終將青山綠水作為自己產(chǎn)品質(zhì)量的要求。
地址:山東臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村
溶劑回收通常應(yīng)用小容量固定床吸附器,在大多數(shù)情況下均是立式圓簡(jiǎn)形過濾器、炭料層高度多為50~100cm,更高的炭層則不常見,污水廢氣處理活性炭料層常常堆積在由石英礫石或者其他陶瓷材料構(gòu)成的支撐層之上,這種一來可形成活性炭與置于設(shè)備底部的金屬絲網(wǎng)或多孔飾網(wǎng)直接接觸,從而使被凈化的空氣能較為均勻地分配。這樣支撐層具有蓄熱器的功能,它可在水蒸氣再生的過程中使其加熱,而后又把熱量傳給空氣,再傳熱使炭層干燥,眾所周知,惰性陶瓷球同時(shí)可作為不固定的羅底織物層的支承層的設(shè)備,
常用有機(jī)廢氣活性炭顆粒作填料,因?yàn)橛捎谶@種形狀可以使之建立沒有通路形成的密實(shí)層。在大多數(shù)情況下、被凈化氣體的流向是自下而上,為了快速吸附蒸氣(例如氯代經(jīng)類)、物流的線速度約為50cm/s,而對(duì)于吸附其他溶劑的戴氣、則其線速度約為30cm/s。在回收極易揮發(fā)的溶劑時(shí),可降低物流速度,同時(shí)需要轉(zhuǎn)移空氣流中的熱量,熱量的轉(zhuǎn)移通常是借助于在炭料中配置冷卻蛇管來實(shí)現(xiàn)。
某些溶劑在同熱的或者潮濕的活性炭接觸的情況下,會(huì)發(fā)生局部分解。例如在用水燕氣再生時(shí),如含氯烴類可分解出鹽酸,醚類可被水解山東臨朐縣海源活性炭廠,而丙酮,丁酮或者甲基異丁基酮這樣的酮類可生成乙酸、二乙?;蛘咂渌牧呀猱a(chǎn)物。在這些場(chǎng)合利用鋼制成的設(shè)備或是山陶瓷砌成的或者用合成涂料涂層的吸附器。如果空氣中含有腐蝕組分,需在吸附之前去除掉。
回收裝置的計(jì)劃
(1)基本裝置工藝圖6-7是溶劑回收裝置的基本工藝具代表性的一例。吸附裝置按活性炭的種類、性質(zhì)、裝填方法等不同而有不同的操作性。因此,在要求回收有充分的經(jīng)濟(jì)效果及防治公害機(jī)能的場(chǎng)合,對(duì)吸附裝置要詳細(xì)研究,
為了決定溶劑回收方法,至少要正確了解下列三項(xiàng)數(shù)據(jù),
①被處理的氣體量、濕度、溫度、溶劑成分以及溶劑濃度等原始?xì)怏w條件;
有機(jī)廢氣活性炭在制備過程中,由于活化劑(水蒸氣、氫氧化鉀、磷酸等)侵蝕活化作用,產(chǎn)生大量的孔隙結(jié)構(gòu),這些孔隙結(jié)構(gòu)的形成,增加了活性炭的比表面積,使其具備的吸附能力?;钚蕴康奈侥芰Σ坏c其孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān),還與其表面化學(xué)性質(zhì)一-表面的化學(xué)官能團(tuán)、表面雜原子和化合物有關(guān)。不同的表面官能團(tuán)、雜原子和化合物對(duì)不同的吸附質(zhì)有明顯的吸附差別。在活化過程中,活性炭的表面會(huì)形成大量的羥基、羧基、羰基等含氧表面配合物,不同種類的含氧基團(tuán)是活性炭的活性位,它們能使活性炭表面呈現(xiàn)微弱的酸性、堿性、氧化性、還原性、親水性和疏水性等。這些構(gòu)成了活性炭性能的多樣性,同時(shí)影響活性炭與活性組分的結(jié)合能力。一般而言,活性炭表面含氧官能團(tuán)中的酸性化合物越豐富,吸附極性化合物的效率越高;而堿性化合物較多的活性炭易吸附極性較弱的或非極性的物質(zhì)。
為了增強(qiáng)活性炭的吸附能力,常常對(duì)其進(jìn)行改性處理。通過化學(xué)氧化、還原以及負(fù)載等改性方法可使活性炭表面的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變,增加酸堿基團(tuán)的相對(duì)含量可選擇吸附極性不同的物質(zhì),或通過增加特定的表面雜原子或化合物來增強(qiáng)對(duì)特定吸附質(zhì)的吸附。
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(hào)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(píng)。
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(gè)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(hào)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(píng)。
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(gè)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(dòng)降解物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)研究表明,在活性炭處理過程中,同時(shí)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(shí)間的增長(zhǎng)、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(shí)生物活動(dòng)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(shí)間,活性炭表面才會(huì)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?jī)烧叩淖饔檬腔パa(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(huì)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(shí)降低了新的氣味和色度污染問題,可根據(jù)檢測(cè)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(jiǎn)單裝置的種方式,壓力回轉(zhuǎn)吸附中,簡(jiǎn)單的是兩塔切換裝置,均壓工序也是上下同時(shí)進(jìn)行均壓。再生產(chǎn)是在均壓后的減壓進(jìn)行,此時(shí)把一部分產(chǎn)品氮?dú)庾鳛檩d氣的形式逆流具有一定的效果,逆流量有佳價(jià)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?dú)鈺r(shí),用產(chǎn)品氮?dú)鈱⒕鶋簳r(shí)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(jià)而又容易操作、方便的氮?dú)獍l(fā)生裝置,它的用途已經(jīng)確立,并逐漸普及?;钚蕴勘砻婕?xì)菌的生物活動(dòng)降解物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)研究表明,在活性炭處理過程中,同時(shí)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(shí)間的增長(zhǎng)、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(shí)生物活動(dòng)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(shí)間,活性炭表面才會(huì)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?jī)烧叩淖饔檬腔パa(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(huì)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(shí)降低了新的氣味和色度污染問題,可根據(jù)檢測(cè)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(jiǎn)單裝置的種方式,壓力回轉(zhuǎn)吸附中,簡(jiǎn)單的是兩塔切換裝置,均壓工序也是上下同時(shí)進(jìn)行均壓。再生產(chǎn)是在均壓后的減壓進(jìn)行,此時(shí)把一部分產(chǎn)品氮?dú)庾鳛檩d氣的形式逆流具有一定的效果,逆流量有佳價(jià)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?dú)鈺r(shí),用產(chǎn)品氮?dú)鈱⒕鶋簳r(shí)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(jià)而又容易操作、方便的氮?dú)獍l(fā)生裝置,它的用途已經(jīng)確立,并逐漸普及。
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:各種型號(hào)用途活性炭,廣泛應(yīng)用于污水處理、工業(yè)廢氣吸附、飲料水處理、凈水過濾、電廠水預(yù)處理、廢水回收前處理、生物法污水處理。 臨朐縣海源活性炭廠,是一家從事活性炭生產(chǎn)20年的生產(chǎn)廠家,產(chǎn)品20多個(gè)型號(hào),覆蓋不同領(lǐng)域的活性炭使用環(huán)境,產(chǎn)品營(yíng)銷全國(guó),質(zhì)量穩(wěn)定如一,初心不改,一切為環(huán)保事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn),始終將青山綠水作為自己產(chǎn)品質(zhì)量的要求。
有機(jī)廢氣活性炭的吸附主要包括可逆吸附(又稱物理吸附)和不可逆吸附(又稱化學(xué)吸附)?;瘜W(xué)吸附是指吸附質(zhì)分子與活性炭表面的官能團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成圾為穩(wěn)定的化學(xué)鍵,因此吸附質(zhì)與活性炭結(jié)合牢固,不易脫除,使用酸堿再生的目的就是降低吸附質(zhì)與活性炭的親和力,增加吸附質(zhì)的溶解度從而達(dá)到良好的再生效果。酸堿再生法相較于熱再生法有許多優(yōu)點(diǎn):①可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。無需卸載、運(yùn)輸、再包裝的操作;②由于不經(jīng)過熱解步驟,炭損失幾乎沒有:@可回收有價(jià)值的吸附質(zhì);④用適當(dāng)回收方法可將化學(xué)再生劑加以重復(fù)使用,酸堿再生法有針對(duì)性地選用酸、堿浸洗活性炭(同時(shí)輔以加溫,攪拌)。使之與吸附質(zhì)反應(yīng)生成可溶性鹽類,從炭表面脫附達(dá)到使炭再生的目的,就再生機(jī)理而言,一方面酸堿改變了溶液pH值,可增大活性炭中被脫除物的溶煉度,從而使吸附的物質(zhì)從炭中脫出;另一方面,酸堿可直接與吸附質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成易溶于水的鹽類。該法特別適用于吸附量受pH值影響很大的場(chǎng)合,再生處理后用水將活性炭洗凈即可重新投入吸附應(yīng)用。此法可直接在活性炭吸附裝置中進(jìn)行再生,設(shè)備和運(yùn)行管理均較方便,而且再生,炭損失小。但由于活性炭的物理吸附和化學(xué)吸附同時(shí)存在,隨著再生次數(shù)增加,再生炭的吸附率仍會(huì)漸次降低。
電化學(xué)再生法是一種新型有機(jī)廢氣活性炭再生技術(shù),也是目前有機(jī)廢氣活性炭再生領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一[4],電化學(xué)再生的工作原理如同電解池的電解,即在電解質(zhì)存在的條件下使吸附質(zhì)脫附并氧化,從而使活性炭得以再生。該方法將活性炭填充在兩個(gè)主電極之間,在電解液中,通以直流電場(chǎng),活性炭在電場(chǎng)作用下極化,一端呈陽性,另一端呈陰性,從而形成微電解槽,在活性發(fā)的陰極部位和陽極部位可分別發(fā)生還原反應(yīng)和氧化反應(yīng),大部分吸附在活性炭上的有機(jī)物將因此而分解,其余少部分將因電泳力的作用而發(fā)生脫附,其工藝流程如圖 4-9所示。廈門大學(xué)化學(xué)工程系張會(huì)平、傅志鴻等研究分析認(rèn)為,活性炭的電化學(xué)再生過程中包括電脫附、NaOH再生、NaCIO化學(xué)氧化等過程,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,電化學(xué)法再生活性炭效率可達(dá)到90%[14]。此外,還有研究表明再生位置、電解質(zhì)NaCI濃度、再生電流和再生時(shí)間對(duì)再生效果感有不同程度的影響。
有機(jī)廢氣活性炭中的灰分組成及其含量對(duì)炭的吸附活性有很大影響。灰分主要由K2O、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(jí)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(jí)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(duì)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(dòng)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(shí)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(shí)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(duì)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(shí)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(duì)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?;瘜W(xué)吸附一般包含電子對(duì)共享或電子轉(zhuǎn)移,而不是簡(jiǎn)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(huì)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?cè)谖綗?、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。