‘壹’ 活性炭再生的简介
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复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,恢复其吸附性能,从而达到重复使用的目的。
1、 活性炭再生能达到的指标和效果
采用的自燃直热回转炉内热型制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准,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,设备体积小,设计合理;
(2) 干燥、焙烧、活化三个阶段一次完成;
(3) 可接收活性炭的再生范围较广,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℃设备正常运行后,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,制造出新的活性炭,并补充一定量的空气,来得到制造活性炭所需要的温度;
(6) 整个制造新炭、再生活性炭操作过程可实现自动控制;
3、采用再生方式
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、流动层活化炉及回转式活化炉,采用的是拥有自主知识产权的回转炉,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
国家先后发布了《中华人民共和国循环经济促进法》、《“十二五”循环经济发展规划》等文件,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,受到国家政策支持和鼓励。
1、 有利于循环经济
活性炭的应用范围日趋广泛,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。而活性炭价格昂贵,每次更换新炭,就会提升企业的运行成本,所以必须要考虑对饱和活性炭进行再生利用,以达到循环经济的目的。
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。制成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,减少大气污染,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、湿式氧化法、溶剂再生法、电化学再生法、催化湿式氧化法等。
(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,一般分为干燥、高温炭化及活化三个阶段。在干燥阶段,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,使其恢复吸附性能,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。
(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。生物再生法与污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,有的只有几纳米,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,从而促进污染物分解,达到再生的目的。生物法简单易行,投资和运行费用较低,但所需时间较长,受水质和温度的影响很大。
(3)湿式氧化再生法
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,称为湿式氧化再生法。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次循环再生,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系,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污染物,而水处理过程中的污染物种类繁多,变化不定,因此一种特定溶剂的应用范围较窄。
(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,吸附在活性炭上的污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,其处理对象所受局限性较小,若处理工艺完善,可以避免二次污染。
(6)催化湿式氧化法
传统湿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,人们考虑借助高效催化剂,采用催化湿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。
‘贰’ 在日常生活中,什么地方能用到活性碳啊
1 活性碳( AC - activated carbon )
活性碳,是一种具有多孔结构和大的内部比表面积的材料。由于其大的比表面积、微孔结构、高的吸附能力和很高的表面活性而成为独特的多功能吸附剂,且其价廉易得,部分还可再生活化,同时它可有效去除废水、废气中的大部分有机物和某些无机物,所以它被世界各国广泛地应用于污水及废气的处理、空气净化、回收稀有金属及溶剂等环境保护和资源回收等领域。
活性碳和金刚石、石墨一样,是碳元素的一种同素异行体, 碳单质的一种存在形式,为蜂窝状结构,有许多小的晶体,作用机理为吸附,由于它的比表面积很大,有许多空隙、小孔,故具有较强的吸附能力,可以吸附色素、有毒气体和有毒物质,用于脱色,净化水、气体。可通过加热来解吸附 。
活性炭,一般用竹、木、果等含碳的物质为原料,在隔绝空气的情况下高温加热,并且不断地通入水蒸气,除去分解出来的水煤气、木焦油等有机物后得到。
活性碳分为粒状活性碳、粉末活性碳及活性碳纤维,但是由于粉末活性碳有二次污染且不能再生赋活而被限制利用 [2] 。
2 粒状活性碳( GAC - granular activated carbon )
GAC 的 85%~90% 用于水处理和气体吸附处理,它的粒径为 500 ~ 5000μm , GAC 的孔结构一般是具有三分散态的孔分布 , 既具有按国际纯粹与应用化学会 (IUPAC) 分类的孔径大于 50 nm 的大孔 , 也有 2.0 ~ 50nm 的中孔(过渡孔)和小于 2.0nm 的微孔 [3] 。
由于 GAC 的孔状结构所致 , 它的吸附速度较慢 , 分离率不高 , 特别是它的物理形态使其在应用和操作上的有诸多不便 , 限制了 GAC 的应用范围 [4] 。
3.日常生活中的活性炭的应用
主要利用活性炭的吸附能力来净化空气、水等,比如:口罩、冰箱除臭、汽车驾驶室空气的清新、净水器的吸附剂啦等等,应用特广
‘叁’ 活性炭有哪些种类以及用途呢
活性炭是一种含碳材料制成的外观呈黑色,内部孔隙结构发达,比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料,是一种常用的吸附剂、催化剂或催化剂载体。活性炭按原料来源可分为:木质活性炭、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;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。煤质颗粒活性炭选用优质无烟煤为原料,采用先进的工艺精制而成,外观为黑色不定型颗粒。具有空隙结构发达,比表面积大,吸附能力强,机械强度高,床层阻力小,化学稳定性能好,易再生,经久耐用等优点。
‘肆’ 活性炭再生的介绍
活性炭再生法,活性炭再生是吸附饱满的活性炭通过一定条件处理后再次活化。活性炭在环境保护,工业与民用方面己被大量使用,并且取得了相当的成效,然而活性炭在吸附饱合被更换后,使用活性炭吸附是一个物理过程,因此还可以采用高温蒸汽将使用过的活性炭内之杂质进行脱附,并使其恢复原有之活性,以达到重复使用的目的,具有明显的经济效益。再生后的活性炭其用途仍可连续重复使用及再生。活性炭再生是吸附饱满的活性炭通过一定条件处理后再次活化。
‘伍’ 活性炭有什么用途
活性炭的用途:1、净水作用;2、污水处理;3、家用吸附;4、空气净化;5、家具去异味。
活性炭是一种经过特殊处理的炭,在生活中应用非常的广泛,可能很多人都不了解,下面我就给大家详细介绍一下活性炭的用途。
活性炭的净水作用:活性炭可去除水中余氯、胶体、有机物、重金属(如汞、银、镉、铬、铅、镍等等)、放射性物质等,是净水器中使用最早、最广泛实用的净水材料。活性炭在活化过程中形成大量的各种形状的细微孔,具有强大的吸附作用。
污水处理:环保行业用于污水处理、废气及有害气体的治理、气体净化我国的煤炭燃烧过程中排放出的 SO2和 NOx 是主要的大气污染物,而改性后活性炭材料的脱硫、脱硝处理效果好,投资运行费用低,且易于再生利用等优点而引起人们的关注。
家用吸附:活性炭吸附法去除室内污染是应用最广泛、最成熟、最安全、效果最可靠、吸收物质种类最多的一种方法。活性炭作为一种优良的物理、化学吸附剂,越来越受到人们的重视。高效环保活性炭包能够吸附空气中的甲醛、氨、苯、二甲苯、氡等室内所有有害气体分子,快速消除装修异味。
空气净化:用活性炭摆放在室内有效的吸收空气中含有的甲醛、二甲苯等有害物质(特别是新装修的房子)。
家具去异味:活性炭可适用于新买的家具放于橱柜、抽屉、冰箱中,也可放在鞋子里面除臭味。
‘陆’ 煤质活性炭主要用于哪些地方有什么特点
煤质活性炭是经过炭化→冷却→活化→洗涤等一系列工序研制而成。其外观普遍为黑色圆柱状活性炭,不定形煤质颗粒活性炭,又称破碎炭。圆柱形活性炭又称柱状炭,一般由粉状原料和粘结剂经混捏、挤压成型再经炭化、活化等工序制成。也可以用粉状活性炭加粘结剂挤压成型。具有发达的孔隙结构,良好的吸附性能,机械强度高,易反复再生,造价低等特点;用于有毒气体的净化,废气处理,工业和生活用水的净化处理,溶剂回收等方面。可以应用于以下场合:
1.水处理行业:自来水、工业用水、污水处理、纯净水、饮料、食品、医药用水。
2.空气净化:除杂、除味、吸咐、除甲醛,苯、甲苯、二甲苯、油气等有害气体物质。
3.工业:脱色、提纯、空气净化。
4. 养鱼:过滤。
5. 试剂:催化剂及催化剂载体。
煤质颗粒活性炭强度高、孔隙发达、比表面积大,尤其微孔容积大而独具优点。煤质活性炭对各种水中的有机质、游离氯以及空气中有害气体有极强的吸附能力,是城市饮用水深度净化的优良吸附剂,并应用于脱除空气中细菌及毒害气体。煤质活性炭具有发达的孔隙结构、良好的化学稳定性和机械强度,是一种优良的广谱碳质吸附材料。根据外表形态的不同,煤质活性炭主要可分为煤质颗粒活性炭和煤质粉状活性炭,颗粒活性炭又分为煤质成型炭 [包括柱状炭、压块炭 (或压片炭)和球形炭和原煤破碎活性炭两大类。根据用途不同,可分为净化水用、净化空气用、脱色用、回收溶剂用、针剂用、防护用等多种用途活性炭。由于其耐酸、耐碱、耐热,且颗粒活性炭在吸附饱和后,可方便地再生,所以,活性炭是现代社会工业生产和环境保护中必不可少的碳质吸附材料。
‘柒’ 活性炭的用途有哪些
活性炭是一种经特殊处理的炭,将有机原料(果壳、煤、木材等)在隔绝空气的条件下加热,以减少非碳成分(此过程称为炭化),然后与气体反应,表面被侵蚀,产生微孔发达的结构(此过程称为活化)。
由于活化的过程是一个微观过程,即大量的分子碳化物表面侵蚀是点状侵蚀,所以造成了活性炭表面具有无数细小孔隙。活性炭表面的微孔直径大多在2~50nm之间,即使是少量的活性炭,也有巨大的表面积,每克活性炭的表面积为500~1500m2,活性炭的一切应用,几乎都基于活性炭的这一特点。
(1)处理含油污水
吸附法进行油水分离是利用亲油性材料,吸附废水中的溶解油及其它溶解性有机物。最常用的吸油材料是活性炭,可吸附废水中的分散油、乳化油和溶解油。由于活性炭对油的吸附容量有限(一般为30~80mg/g)),成本高,再生困难,通常只用作含油废水多级处理的最后一级处理,出水含油质量浓度可降至0.1~0.2mg/L。
由于活性炭对水的预处理要求高,而且活性炭的价格昂贵,因此在废水处理中,活性炭主要用来去除废水中的微量污染物,以达到深度净化的目的。炼油厂含油废水,先经隔油、气浮和生物处理,再经砂滤和活性炭过滤深度处理。废水的含酚量从0.1 mg/L(经生物处理后)降至0.005mg/L,含氰量从0.19mg/L降至0.048mg/L,COD从85mg/L降至18mg/L。
(2)处理染料废水
染料废水成分复杂、水质变化大、色度深、浓度大,处理困难。处理方法主要有氧化、吸附、膜分离、絮凝、生物降解等。这些方法各有优缺点,其中活性炭能有效地去除废水的色度和COD。活性炭处理染料废水在国内外都有研究,但大多数是和其它工艺耦合,活性炭吸附多用于深度处理或将活性炭作为载体和催化剂,单独使用活性炭处理较高浓度染料废水的研究很少。
活性炭对染料废水有良好的脱色效果。染料废水的脱色率随温度的升高而增加,而pH值对染料废水的脱色效果没有太大的影响。在最佳吸附工艺条件下,酸性品红、碱性品红废水的脱色率均>97%,出水的色度稀释倍数≤50倍,COD<50mg/L,达到国家一级排放标准。
(3)处理含汞废水
重金属污染物中以汞的毒性最大,当汞进入人体内,就会破坏酶和其它蛋白质的功能并影响其重新合成。活性炭有吸附汞和含汞化合物的性能,但吸附能力有限,只适宜于处理含汞量低的废水。如果含汞的浓度较高,可以先用化学沉淀法处理,处理后含汞约1mg/L,高时可达2~3mg/L,然后再用活性炭做进一步的处理。
(4)处理含铬废水
活性炭表面存在大量的含氧基团如羟基(-OH)、羧基(-COOH)等,它们都有静电吸附功能,对六价铬产生化学吸附作用,能有效地吸附废水中的六价铬,吸附后的废水可达到国家排放标准。
利用活性炭处理含铬废水是活性炭对溶液中六价铬的物理吸附、化学吸附、化学还原等综合作用的结果。活性炭处理含铬废水,吸附性能稳定,处理效率高,操作费用低,有一定的社会效益和经济效益。因此,用活性炭处理含铬废水已得到广泛应用。
(5)催化和负载催化剂
石墨化炭和无定型炭是活性炭晶型的组成部分,因为具有不饱和键,所以表现出类似结晶缺陷的功能。活性炭因为结晶缺陷的存在而被作为催化剂广泛应用,同时,因为其具有大的比表面积及多孔结构,活性炭还被广泛用作催化剂载体。
‘捌’ 活性炭主要应用于什么方面
活性炭是一种非常优良的吸附剂,它是利用木炭、竹炭、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。
活性炭广泛应用于工农业生产的各个方面,如石化行业的无碱脱臭(精制脱硫醇)、乙烯脱盐水(精制填料)、催化剂载体(钯、铂、铑等)、水净化及污水处理;电力行业的电厂水质处理及保护;化工行业的化工催化剂及载体、气体净化、溶剂回收及油脂等的脱色、精制;食品行业的饮料、酒类、味精母液及食品的精制、脱色;黄金行业的黄金提取、尾液回收;环保行业的污水处理、废气及有害气体的治理、气体净化;以及相关行业的香烟滤嘴、木地板防潮、吸味、汽车汽油蒸发污染控制,各种浸渍剂液的制备等。
‘玖’ 活性炭的用途是些什么
活性炭属于物理吸附,可以反复使用,但是使用的时候一定要记得定期晾晒,如果做不到,那就及时更换,活性炭长时间的吸附甲醛不更换就会饱和,容易造成二次污染,除醛一直是一个让人头疼的问题,五花八门的方法实在是难以分辨真假,下面为您介绍几种除醛方法,希望给您带来帮助。
1、植物可以去除甲醛,虽然可以去除甲醛,但是其吸收甲醛的量是非常有限的,而且在室内浓度较高时,如果单纯依靠植物吸附甲醛,其用量是非常大的。
‘拾’ 活性炭主要应用于什么方面
活性炭,是黑色粉末状或块状、颗粒状、蜂窝状的无定形碳,也有排列规整的晶体碳。活性炭中除碳元素外,还包含两类掺和物:一类是化学结合的元素,主要是氧和氢,这些元素是由于未完全炭化而残留在炭中,或者在活化过程中,外来的非碳元素与活性炭表面化学结合;另一类掺和物是灰分,它是活性炭的无机部分,灰分在活性碳中易造成二次污染。活性炭由于具有较强的吸附性,广泛应用于生产、生活中。
活性炭材料是经过加工处理所得的无定形碳,具有很大的比表面积,对气体、溶液中的无机或有机物质及胶体颗粒等都有良好的吸附能力。活性炭材料主要包括活性炭(Activated Carbon , A C )和活性炭纤维(Activated Carbon Fibers, ACF )等。活性炭材料作为一种性能优良的吸附剂,主要是由于其具有独特的吸附表面结构特性和表面化学性能所决定的。活性炭材料的化学性质稳定,机械强度高,耐酸、耐碱、耐热,不溶于水与有机溶剂,可以再生使用,已经广泛地应用于化工、环保、食品加工、冶金、药物精制、军事化学防护等各个领域 。目前,改性活性炭材料被广泛用于污水处理、大气污染防治等领域,在治理环境污染方面越来越显示出其诱人的美好前景。
活性炭80%-90%以上由碳元素组成,这也是活性炭为疏水性吸附剂的原因。除了碳元素外,还包含有两类掺和物:一类是化学结合的元素,主要是氧和氢,这些元素是由于未完全炭化而残留在炭中,或者在活化过程中,外来的非碳元素与活性炭表面化学结合,如用水蒸气活化时,活性炭表面被氧化或水蒸气氧化;另一类掺和物是灰分,它是活性炭的无机部分。