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
废气处理活性炭溶剂回收原理
溶剂回收,是旨在通过一定的回收工艺将有机废气回收并可以重复应用到生产中,减少大气污染、降低生产成本。活性炭吸附法用于溶剂回收,是通过将有机溶剂蒸气通入活性炭吸附塔中,利用活性炭优良的吸附性能吸附并脱除有机蒸气、净化空气。吸附饱和的活性炭,可以采用水蒸气进行再生,再生后的活性炭可以循环使用。
活性炭溶剂回收技术适合于溶剂蒸气浓度为1~20g/cm的气体回收溶剂,而且其回收效率大于90%;溶剂蒸气浓度与空气混合物的浓度能够保持低于爆炸下限,所以生产比较安全;活性炭回收溶剂成本低,工艺简单,适用范围广,
回收溶剂技术对活性炭的质量要求
活性炭用于溶剂吸附回收,需要循环使用,所以要求活性炭具有良好的化学稳定性、耐磨性、吸附容量以及较小的床层阻力。目前我国溶剂回收用活性炭已大量生产,其中煤基溶剂回收用活性炭生产主要集中在我国西北宁夏回族自治区及周边地区,年生产能力已超过8万吨,产品主要质量指标见表6-5。与球形活性炭相比,柱状活性炭存在床层阻力大、气固接触面积小等问题,国外开发生产球形活性炭用于溶剂回收,显著提高溶剂回收效率。但国内活性炭生产企业,由于没有解决球形活性炭的强度问题,所以没有大规模的生产。
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。
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废气处理活性炭制造与应用技术
.玻璃碳
玻璃碳(glass-like carbon,简称GC)的结构模型含有闭壳的微孔,电导率高、力学性能好,但透气率低。文越华等[61]认为若想将玻璃碳的全部闭孔打开,使其整体呈纳米级的开孔结构。则比表面积将有很大的提高,有望成为较理想的高功率电容电极碳材料。文越华等提出了新型的纳米孔玻璃碳制备方法是以酚醛树脂为原料,加入固化剂在250℃以下固化交联,调节固化温度以形成具有一定的交联度而又保持较高挥发分的固化物。然后研磨成粉,适当加压成型使压制体的颗粒之间留有一定的孔隙,炭化时挥发分易于扩散排出,应力作用大为减弱。因此,可快速升温进一步固化和炭化,并可使活化气体能够渗入体相,活化反应物也能扩散出来,从而制备出整体均被活化的纳米孔玻璃碳,用作电化学电容器的电极材料性能良好。
竹炭基活性炭
刘洪波等[62]探讨了竹炭基高比表面积活性炭作EDLC电极的充放电特性及其比电容与各种因素的关系。对炭化温度、碱/炭比、活化温度、活性炭收率与性能的影响及比电容与比表面和孔结构的关系、EDLC的充放电特性进行了实验研究,研究结果表明:控制适宜的炭化、活化工艺条件可制得双电极比电容达55F/g的竹炭基高比表面活性炭。由它组装的EDLC具有良好的充放电性能和循环性能。但是内阻过高,大电流下充放电时电容量下降过大。其特点:具有容量大、体积小、充放电简单快速、使用温度范围宽、电压保持性好、充放电次数不受限制等[63]。
碳纳米管是由石墨的碳原子层卷曲而成,是由单层或多层石墨卷成的无缝管状壳层结构,具有很大的比表面积,管径在0.4~100nm范围内。碳纳米管用于EDLC电极材料具有比活性炭高很多的比表面利用率。有报道显示基于碳纳米管薄膜电极的比表面积为430m/g时比容达到45F/g,理论上在清洁石墨表面的双电容量为20μF/cm²,以此推算碳纳米管电极的电容量达到理论 EDLC的57%,而活性炭电极2nm以下的孔对EDLC基本上没有贡献,从而限制了其电容量,所以对碳纳米管来说,由于孔隙形成,其孔径在2~5nm之间。
废气处理活性炭也是双电层电容器(EDLC)使用多的电材料、早在1954年就有了以感世安猫于EDLC电级获得的专件)
一般认为、柱形多孔活性炭的比表面积越大、其比容就越高、通常认为用大比表面积的电级材料来获得高比容量,因为EDLC主要靠电解液进入活性炭的孔隙形成双电装存储电荷、一般认为水溶液中锻材料中2nm的孔对形成双电层比胶利、如小干2mm 以下的孔则很少有双电层形成:对非水电解液则该孔径为Smm、因为孔经过小时电解质溶液很难进入并浸涧这些微孔。因此这些微孔所时应的装面积就成为无效表面积、所以需要对活性炭的孔径和比表面选择一个佳范围值,用以提高中孔的含量,充分利用有效表面积、从而增大电极
自20世纪70 年代以来,人们为了获得高比容量的AC电极材料进行了大量的工作,目前用氢氧化钾溶液活化的AC电极比容量高可达 400F/g*).张宝宝等采用 Co”真空浸溃、碱性处理的方法对 AC电极进行了修饰,结果麦明修饰后的AC 电极比容量提高了26.80%,电容器经1000次循环,电容量价保持在91N以上。且该电容器漏电电流较小,其原因是Co修饰后的AC不仅产生服电脑电、还产生氧化还原反应的法拉第准电容,是Co和AC协简作用的结果,邓梅根等的实验表明,用比表面积为2000m/g、孔径在2~2m的活性炭在水系和非水电解质中获得280F/g和120F/g的比容。这是目前活性碳材料所能达到的大比容
2炭凝胶
发凝胶(carbon scrogel)是一种质轻、比表面积大、中孔发达、导电性好、电化学性能稳定的碳材料,具有结构可控性。
柱形多孔活性炭等碳材料的储氢,储氢主要利用碳对氢气分子的吸附作用储氢、普通信性炭的储氟密度很低、即使在低温下也不到1%(质量分数)。超级送性安储属始于 20世纪70年代末,是在中低温(77-273K),中高压(1~10MPs)下利用比表面积的活性炭作吸附剂的吸附储氯技术,与其他储氢技术相比,超级活性炭储氢具有经济、储氢量高、解吸快,植环使用寿命长和容易实现规模化生产等优点,是一种植具潜力的储装方注),周理用比表面积高达3000m/g的超级活性炭储氢,在-196℃.3MPs下储氯密度为5%(质量分数),但随着温度的升高,储氢密度降低,室温《MPs下的储氢密度仅0.4%(质量分数)。
①碳纳米纤维储氢,碳纳米纤维具有非常高的储氢密度,白期等用流动强化法制备的碳纳米纤维(直径约100mm)在室温下的储氢密度为10%(质量分数).
③碳纳米管储氢,由于纳米材料研究热潮的带动,以纳米碳材料进行储氢成为研究的热点。碳质储氢材料主要有碳纳米纤维和碳纳米管等几种,均具有优良的储氢性能,国内外对碳纳米管储氢做了大量的研究,成会明学要得在10MPa下单壁碳纳米管的储氢密度为4.2%(质量分数),¥.Ye 等)报道在一293℃、12MPa下碳纳米管的储氢密度为8%(质量分数),P.Chen等[)报道在380℃、常压下碳纳米管的储氢密度达20.0%(质量分数)。
④ 纳米石墨储氢。纳米石墨储氢近年来也取得了较大的进展,S.Orimo等[1]在1MPa氢气气氛中用机械球磨法制备的纳米石墨粉,储氢密度施球磨时间的延长而增加,当球磨80b后,氢浓度可达7.4%(质量分数),热分析(TDS)出现了2个峰,解吸温度在377~677℃。等用炸药爆法制备了纳米石墨粉,其结构为六方结构,纳米晶平均粒度为1.86~2.61mm,比表面积为500~650m/g,在12MPa压力条件下,储氢密度仅为0.33%~
0.37%(质量分数)。
(2)碳材料储氢机理的研究
①碳纳米管储氢机理。碳纳米管储氢机理研究主要包括氢气在碳纳米管内的吸附性质、氢在碳纳米管中的存在状态、表面势和碳纳米管直径对储氢密度的影响。氢气在常温下的吸附温度和压强都远氢气的临界温度和临界压力(T,-240℃,P,=1.28kPa),是一种超临界状态的吸附,根据吸附务理论。在纳米孔中由于分子力场的相互叠加形成宽而深的劳阱,即使压力非常低,吸附质氢气分子也很容易进入势阱中,并以分子簇的形式存在。
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。
活性炭吸附原理
废气处理活性炭在制备过程中,由于活化剂(水蒸气、氯氧化钾,磷酸等)侵蚀清化作用、产生大量的孔隙结构,这些孔隙结构的形成,增加了活性炭的比表面积,使其具备的吸附能力,活性炭的吸附能力不但与其礼隙结构有关,还与其表面化学性质一一表面的化学官能团、表面杂原子和化合物有关,不同的表面官能团、杂原子和化合物对不同的吸附所有明显的吸附差别。在活化过程中,活性炭的表面会形成大量的羟基,羧基、羰基等含氧表面配合物,不同种类的含氧基团是活性炭的活性位,它们能使活性炭表面呈现微弱的酸性,或性、氧化性、还原性、亲木性和疏水性等,这些构成了活性炭性能的多样性,同时影响活性炭与活性组分的结合能力,一般而言,活性炭表面含氧官能团中的酸性化合物越丰富,吸附极性化合物的效率越高,而碱性化合物较多的活性炭易吸附极性较弱的或非极性的物质。
为了增强活性炭的吸附能力,常常对其进行改性处理,通过化学氧化,还原以及负载等改性方法可使活性炭表面的化学性质发生改变,增加酸碱基团的相对含量可选择吸附极性不同的物质,或通过增加特定的表面杂原子或化合物来增强对特定吸附质的吸附。
废气处理活性炭的特殊功能及室内应用
1.特殊功能
①利用活性炭物理吸附与化学吸附的协同作用,经过孔经调节工艺,使其具备与室内有害气体分子大小相匹配的孔隙结构,完全吸附有害气体而不是遮盖或淡化气味,从根本上清除室内污染,
②活性炭能够对室内所有有害气体分子进行吸附,同时具有调节催化等性能,能够有效地吸附形成空气中各种有害气体与气味的苯系物、卤代烷烃,醛、酮、酸等有机物成分及空气中的浮游细菌,杀灭霉菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、脓菌等致病菌,抑制流行性病原的传播,具有去毒、吸味、除臭、去湿、防霉、杀菌、净化等综合功能,如表6-11所示。
③室内环保指出:装饰装修所造成的室内污染,其污染源挥发甲醛、苯、甲苯、氨气、氧等是一个缓慢释放过程,甚至将会持续3~15年,开窗通风法、化学喷除法、花卉去除法等只是迅速遮盖或驱散已挥发的有害气体,而不能根本去除缓慢释放的有害气体,而活性炭的吸附过程是一个长效稳定过程,基本与有害气体的释放过程相吻合,从而达到完全去除的效果。
①活性炭是选用绿色环保的果壳为原料,在加工时没有添加任何化学成分,对人体副作用,同时又可避免喷剂等对家具造成的褪色、潮湿等。
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活性炭储氢
木材炭化获得多孔炭或活性炭,很久以来被人们用于制药和净化,而随着次世界大战的爆发,出现了对防毒面具的需求,活性炭的气体分离能力和储气能力开始得到高度重视。初人们采用普通活性炭吸附储氮。活性炭是经活化的多孔、有大内表面积和孔容积,以碳素为主要构成元素的具有高表面活性的炭。活性炭具有像石墨晶粒却无规则排列的微品,在活化过程中微晶间产生了形状不同、大小不一的孔隙,这些孔隙特别是小于20nm的微孔,提供了的表面积,微孔的孔隙容积一般为0.25~0.9mL/g.孔隙数量约为每克1020个,全部微孔表面积约为500~1500m2/g。微孔是决定活性炭吸附性能高低的重要因素。在低温吸附系统中活性炭作为吸附剂,其优点是尺寸、质量适中,但由于活性炭的孔径分布宽,微孔容积小,为维持氢的物理吸附要求的条件较苛刻,即使在低温下储氢量也很低,不到1%,室温下更低。因此,活性炭作为储氢材料的应用受到限制。
后来人们采用比表面积更大,孔径更小、更均匀的超级活性炭(比表面积约在2000m2/g以上)作为储存燃料气体的主要载体,用比表面积高达3000m²/g的超级活性炭储氢,在77K、3MPa条件下可吸氢5%()。氢在超级活性炭上的吸附量,随压力升高而显著增加,压力越高氢存储容量越大。
氢气在活性炭上的吸附是一种物理过程。温度恒定时,加压吸附,减压脱附。从实测吸附等温线看,脱附线与吸附线重合,没有滞留效应。即在给定的压力区间内,增压时的吸氢量与减压时的放氢量相等。吸氢与放氢仅仅取决于压力的变化。
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。
废气处理活性炭在回转炉内的滞留时间可以通过回转速度来调节。对于外热式回转炉而言,由于耐热金属的原因,温度的调节范围比较窄。对于内热式回转炉,由于受炉内再生气体的组成与流速的限制,通入的水蒸气量也有一定的限制。因此,关于活性炭性能的恢复状况问题要根据回转炉的实际情况,用改变加料量等方法进行调节。
为了防止再生尾气的二次污染,对尾气进行一定的处理。虽然原则上要根据活性炭上所吸附的有机物质的种类来决定处理方式,但一般由于尾气中可能造成大气污染的主要成分为吸附质自身或者是吸附质分解所产生的焦油等以及粉化的活性炭,因此采用设置二次燃烧室的方法即可将这些污染成分除去90%以上。除设置二次燃烧室以外,也有设置湿式洗涤器来除去烟尘的方法,但是当烟气中含有某些含氮有机物的时候即难以将气味除去。在对尾气的处理中要考虑吸附物质分解、燃烧时生成的SO.及NO,等问题,同时二次燃烧室应具有良好的保温功能,以便让烟尘及臭气达到完全燃烧。
超临界水是指气压和温度达到一定值时,因高温而膨胀的水的密度和因高压而被压缩的水蒸气的密度正好相同时的水。此时液态水和气态水没有区别,完全交融在一起,成为一种新的呈现高压高温状态的液体。超临界水具有很强的反应活性和广泛的融合能力。西班牙学者Salvador等用超临界状态水(T。374℃,p.=22.1MPa)取代水蒸气对木炭、煤、果壳等原料进行了活化处理,发现超临界水的活化效果优于水蒸气,例如反应速率提升,活化更均匀[4)。然而超临界水与碳反应的动力学、反应选择性及造孔机理等到目前为止均未有深入的研究,蔡琼等以酚醛树脂为原料,对比了超临界水和水蒸气活化效果,实验结果表明超临界水活化利于中孔的大量形成,而水蒸气则利于微
废气处理活性炭在有机合成中的作用主要有脱色、吸附和助滤,通常在活性炭的一次操作过程中,主要表现其中一个方面,其它方面的作用是次要的。
活性炭常见的作用是脱色,根据与极性分析,活性炭可以视为非极性物质,可以用来吸附非极性和小极性色素,适合在大极性溶剂中使用。物质中含有的色素大多属于非极性或小极性色素,所以在常用脱色剂中常用的就是活性炭,常用的溶剂是水和醇类。一般在需要脱色时,不需要考虑色素的极性,直接以活性炭脱色,通过观察溶液在脱色前后的变化来判断脱色效果。
一般的操作过程如下:
待脱色物质加入到一定量溶剂中,加热全溶,加入一定量活性炭,搅拌一段时间,热滤,滤液浓缩。待脱色物质为含有可见色素的固体或液体,以固体居多;溶剂量一般为3-10倍,太少不易操作,在热滤时损失大;太多成本过高,也没有必要;溶剂一般为大极性溶剂,甲醇、乙醇和水等,如果脱色后需要结晶,一般需要筛选出适合的溶剂;活性炭加入量一般为溶质(即待脱色物质)的5-10%,视情况可以增减;搅拌时间一般在30分钟到2小时不等,视情况可以增减;滤液视情况处理,如果脱色前后外观颜色变化不大,可以再加活性炭重复脱色;如果需要重结晶,直接冷却结晶或适当浓缩后冷却结晶;如果待脱色物质是液体,一般浓缩至干。
这里的杂质主要指不溶物,如无机盐、灰尘和物理杂质等,活性炭脱色其实也属于除杂,只是脱色除的是有机可见光吸收杂质。除杂的过程非常简单,和脱色过程类似,全溶后加活性炭搅拌后直接过滤,浓缩。单纯除杂其实可以不加活性炭,直接全溶过滤即可,加活性炭主要是利用其有助滤的作用,对过滤有利。
吸附主要针对焦油和粘性杂质,这一类物质如果不加活性炭,直接过滤则堵塞过滤介质,以活性炭吸附后一般作用明显。主要利用吸附作用时,活性炭可以用硅胶或硅藻土代替,区别不大。通常在活性炭的使用过程中,活性炭同时表现出脱色、除杂和吸附三种作用,有色杂质进入活性炭分子内部,焦油和粘性杂质存在于活性炭颗粒之间,在过滤时活性炭助滤了不溶杂质的过滤过程。三种作用不可割裂来看。
活性炭在有机合成中的作用其实很简单,但活性炭的使用中经常出现其它问题。常见的问题有:
活性炭脱色效果不佳,多次脱色后滤液颜色仍较重;活性炭脱色损失大,脱色一次损失10%以上;活性炭穿透滤纸滤布,产品中含有少量活性炭;加活性炭过滤时过滤很慢,总堵滤纸滤布;用完活性炭后的反应釜非常难洗,怎么洗都洗不干净;
活性炭脱色效果不佳通常与色素的极性有关,同一种脱色剂不可能适用所有的色素;脱色损失大,一般是由于产品在活性炭上吸附过大有关;活性炭穿透滤纸滤布,主要原因是活性炭型号选择有误;堵塞滤纸滤布除与活性炭型号有关外,还与不溶物粒度有关;至于反应釜难洗,与活性炭本身性质有关。