杭州脱附活性炭催化燃烧-物理脱附

山东临朐县海源活性炭厂，位于潍坊市临朐县冶源镇西圈村，建厂多年来，经不断发展，现已成为一家综合性滤料厂家，产品有：各种型号用途活性炭，广泛应用于污水处理、工业废气吸附、饮料水处理、净水过滤、电厂水预处理、废水回收前处理、生物法污水处理。 临朐县海源活性炭厂，是一家从事活性炭生产20年的生产厂家，产品20多个型号，覆盖不同领域的活性炭使用环境，产品营销全国，质量稳定如一，初心不改，一切为环保事业做出应有的贡献，始终将青山绿水作为自己产品质量的要求。地址：山东临朐县冶源镇西圈村

脱附活性炭是一种用途十分广泛的吸附剂，小孔径的活性炭可用作气体分离、回收溶剂蒸气、冰箱脱臭剂、防毒面具中的吸附剂，大孔径可用作脱色，清除溶液中的呈色物质，例如白糖、葡萄糖、酒类、油脂、医药、水的净化等的脱色；催化剂。
1. 气相吸附应用
脱附活性炭的气相吸附应用有很多，如与储氢合金形成的复合材料可以在温和条件下吸附氢气或天然气混合物，从而可以应用于炼油厂催化干气中氢气的吸附；城市天然气用量随时间变化而或高或低，通过高比表面积的活性炭吸附罐可以有效实现天然气管道下游调峰，进而降低投资成本。除用于能源气体的储存外，美国、德国等发达国家还开发出了基于活性炭的，具有多次再生功能的新型织物，并将之应用于许多特殊服装如飞行服、抗皱内衣等的制造。
1）净化室内空气：与室外空气污染相比，室内环境污染对健康的危害更为直接，是导致人们过敏、气喘、疾病等的重要原因。室内环境污染的污染源很多，包括建筑装潢材料、厨房油烟、家具用品以及烟草烟气等。随着人们对家居环境的重视程度越来越高，室内空气净化用活性炭的市场需求越来越大，因此适于室内用的即效性活性炭空气净化装置也将会得到普及［14］。根据室内有毒气体的种类和分子大小，经过孔径调控的活性炭可以特异性的将之去除，从而室内污染。化学喷涂方法只能暂时遮盖或淡化污染物气味，不能稳定去除缓慢释放的有害气体。目前，民用活性炭的市场已超过10亿元/年，竞争越来越激烈，但是暂没有相关国家或行业质量标准，导致市场混乱，产品质量参差不齐。由中国林科院林产化学工业研究所承担的室内空气净化活性炭的系列标准正在制定中，标准实施后将有效规范空气净化活性炭的市场。
2）电厂烟气联合脱硫、脱硝、脱汞：活性炭吸附脱硫、脱硝、脱汞是燃煤烟气干法净化技术的发展趋势，尤其适用于缺水地区，目前国家相关部门正在编制电厂烟气治理用吸附剂国家标准，今后这一类的产品将得到迅速发展。活性炭脱硫技术在国外已比较成熟，新的脱硫技术是在活性炭上负载钴、镍、钒、镁等金属以提高对二氧化硫的脱除性能。通用方法是先将金属离子引入煤和木质材料表面，引入的方式一般为络合或者离子交换，随后再对原料进行炭化和活化。此外也有报道称9%的碳酸钠溶液改性的活性炭对硫化氢具有特异吸附选择性。
3）油气回收：随着汽车工业的不断发展，汽车燃油挥发已成为空气污染的重要源头之一。研究表明：汽车总污染的40%左右来源于油气挥发污染，这占到了尾气排放污染的60%～70%。针对这个问题，国外科研工作者开发了具有吸附/脱附油气功能的活性炭，并将之应用于汽车挥发性汽油回收，节约能源的同时还保护了环境。目前国外的活性炭正丁烷工作容量(BWC)已从几年前的90～110g/L提高到150g/L，且高容量、低残留的油气回收用活性炭也在不断开发当中。国内企业对油气回收活性炭的使用也已开始，如北京燕山石化炼油厂通过使用活性炭油气回收装置，在2006年就回收了高达288t的汽油，合人民币约150万。这仅仅是在油气回收率为0.24%的条件下单个炼油厂的汽油回收效益，若放大到全国，每年排放到大气中的油气高达几万吨，对之进行有效回收将具有十分可观的经济效益和环保效果。
4）吸附净化有机废气：随着工业化趋势的加速，使用有机溶剂的行业及种类也越来越多，为防止这些溶剂在使用过程中直接排入大气造成污染，进行回收或净化处理。活性炭因价格低廉，操作简单等特性而被广泛应用于有机溶剂的吸附。活性炭表面惰性化处理后，对高浓度贵重有机气体进行吸附/解吸，避免有机溶剂在活性炭表面发生催化改性，导致回收的贵重有机溶剂无法重复使用。对于低浓度有机废气，建议使用负载金属催化剂的活性炭，在吸附过程同时将有机溶剂催化降解为CO2和H2O，目前比较容易净化到10－6浓度级别。随着国家对环保和资源循环利用重视度的提高，活性炭整套回收有机溶剂系统的需求也必将越来越大。

活性炭的吸附原理
活性炭（英语：Active charcoal），亦称活性碳（英语：Active carbon）、活化炭（英语：Activated charcoal；Activated char）或活化碳（英语：Activated carbon），是黑色粉末状或颗粒状的碳物质。活性炭在结构上由于微晶碳是不规则排列，在交叉连接之间有细孔，在活化时会产生碳组织缺陷，因此它是一种多孔碳，堆积密度低，比表面积大，也是做一个过滤器的主要物料。

活性炭的制作
活性炭的主要原料几乎可以是所有富含碳的有机材料，如煤、木材、果壳、椰壳、核桃壳、杏壳、枣壳等。这些含碳材料在活化炉中，在高温和一定压力下通过热解作用被转换成活性炭。在此活化过程中，的表面积和复杂的孔隙结构逐渐形成， 而所谓的吸附过程正是在这些孔隙中和表面上进行的，活性炭中孔隙的大小对吸附质有选择吸附的作用，这是由于大分子不能进入比它孔隙小的活性炭孔径内的缘故。活性炭是由含炭为主的物质作原料，经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。活性炭含有大量微孔，具有无比的表面积，能有效地去除色度、臭味，可去除二级出水中大多数有机污染物和某些无机物，包含某些有毒的重金属。
活性炭的原理
1、过滤原理
活性炭过滤器是将水中悬浮状态的污染物进行截留的过程，被截留的悬浮物充塞于活性炭间的空隙。滤层孔隙尺度以及孔隙率的大小，随活性炭料粒度的加大而增大。即活性炭粒度越粗，可容纳悬浮物的空间越大。其表现为过滤能力增强，纳污能力增加，截污量增大。同时，活性炭滤层孔隙越大，水中悬浮物越能被更深地输送至下一层活性炭滤层，在有足够保护厚度的条件下，悬浮物可以更多地被截留，使中下层滤层更好地发挥截留作用，机组截污量增加。
从严格的理论上讲，活性炭所具有的对悬浮物的截留能力来自活性炭所提供的表面积。流速低时，机组的过滤能力主要地来自活性炭的筛除作用，而流速快时，过滤能力来自活性炭颗粒表面的吸附作用，在过滤过程中活性炭所提供的颗粒表面积越大，对水中悬浮物的附着力越强。
2、吸附原理
根据吸附过程中活性炭分子和污染物分子之间作用力的不同，可将吸附分为两大类：物理吸附和化学吸附（又称活性吸附）。在吸附过程中，当活性炭分子和污染物分子之间的作用力是范德华力（或静电引力）时称为物理吸附；当活性炭分子和污染物分 子之间的作用力是化学键时称为化学吸附。物理吸附的吸附强度主要与活性炭的物理性质有关，与活性炭的化学性质基本无关。由于范德华力较弱，对污染物分子的结构影响不大，这种力与分子间内聚力一样，故可把物理吸附类比为凝聚现象。物理吸附时污染物的化学性质仍然保持不变。
由于化学键强，对污染物分子的结构影响较大，故可把化学吸附看做化学反应，是污染物与活性炭间化学作用的结果。化学吸附一般包含电子对共享或电子转移，而不是简单的微扰或弱极化作用，是不可逆的化学反应过程。物理吸附和化学吸附的根本区别在于产生吸附键的作用力。
吸附过程是污染物分子被吸附到固体表面的过程，分子的自由能会降低，因此，吸附过程是放热过程，所放出的热称为该污染物在此固体表面上的吸附热。由于物理吸附和化学吸附的作用力不同，它们在吸附热、吸附速率、吸附活化能、吸附温度、选择性、吸附层数和吸附光谱等方面表现出一定的差异。

临朐县海源活性炭厂，位于潍坊市临朐县冶源镇西圈村，建厂多年来，经不断发展，现已成为一家综合性滤料厂家，产品有：型号用途活性炭，广泛应用于工业废气吸附、水质净化，工业产品脱色 提纯，建厂20年来，以活性炭为主业；不断加大科研投入，产品种类，质量稳定，深受广大客户好评。
物理法通常指气体活化法，是以水蒸气、烟道气(水蒸气、CO:、Nz等的混合气)、CO2或空气等作为活化气体，在800~1000℃的高温下与已经过炭化的原材料接触进行活化的过程。在这个过程中，具有氧化性的活化气体在高温下侵蚀炭化料的表面，使炭化料中原有闭塞的孔隙重新开放并进一步扩大，某些结构因选择性氧化而产生新的孔隙，同时焦油和未炭化物等也被除去，终得到活性炭产品。由于物理法通常采用气体作为活化剂，工艺流程相对简单，产生的废气以CO₂和水蒸气为主，对环境污染小，而且终得到的活性炭产品比表面积高，孔隙结构发达，应用范围广，因此在活性炭生产厂家中70%以上都采用物理法生产活性炭，下面对物理活化法的机理、工艺流程、装置设备及国内外发展现状等进行具体阐述。
一、原料炭化
物理法制备窝蜂活性炭活性炭需要先将原料在400~600℃下进行炭化处理，使原料中碳元素以外的主要元素(氢、氧等)以气体形式脱除，通过CO2、CO 的形式也可使一部分碳元素释放出去，残留的碳元素则多数以类似石墨的碳微晶形态存在。然而和石墨晶体不同的是，这些碳微晶的排列是杂乱无章的，因此形成了具有活性炭原始形态的结构。但是仅仅经过炭化处理，碳微品的周围以及碳微晶之间的缝隙仍被热解所产生的焦油或者无定形碳堵塞，因此需要进一步活化处理，除去这些堵塞孔隙的物质才能得到具有发达孔隙结构的活性炭。
二、气体活化法过程简述
在炭化的中间产物进行活化期间，是基本碳微晶以外的无定形碳。化是制取活性炭的一个关键过程。炭活化设备有内热式和外热式回转炉。日本使用外热式较多，中国普遍使用的是内热式回转炉。热式与内热式回转炉的主要区别在于前者的高温气流与物料不直接接触，而靠炉壁辐射加热物料，这种炉型有利于产品质量的提高。但对制造回转炉的材料有较高要求，日本用的是Fe-Cr合金材料制作。后者则是高温烟气流直接加热物料，国内常用的内热式回转炉结构可参考磷酸法活性炭生产
回转炉为卧式，简体用碳钢钢板制成，为防止物料与钢板直接接触，同时避免影响产品质量和腐蚀设备，需要内衬耐火砖。在中部外套大齿轮，借以推动简体转动，两端各有一对托轮，支承简体质量。为防止气体外逸、污染操作环境，炉头和炉尾均安装密封装置，安装时须保持一定的倾斜度，使物料能从炉尾向炉头移动，高温热风由炉头进入，与物料逆流接触达