临朐县海源活性炭厂位于山东潍坊市,坐落在江北铝合金之都:临朐县 ,本厂生产的活性炭有木质和煤质和果壳。产品20多个品种,适应于不业的需求,比如中用来过滤气体,工业上用来脱色、使溶液纯净,医药上用来吸收胃肠中的、细菌或气体。活性炭与蜂窝状活性炭应用领域日益扩展,应用数量不断递增。吸附能力的炭,是把硬木、果壳、骨头等放在密闭的容器中烧成炭再增加其孔隙后制成的。中用来过滤气体,工业上用来脱色、使溶液纯净,医药上用来吸收胃肠中的、细菌或气体。活性炭与蜂窝状活性炭应用领域日益扩展,应用数量不断递增。活性炭具有很大的表面积(500~1000m2/g),有叫强的吸附性能,能在它的表面上吸附气体、液体或胶固体;对于气体、液体,吸附物质的质量可接近于活性炭本身的量。其吸附作用具有选择,性物质比性物质更易于吸附。在同一系列物质中,沸点的物质越容易被吸附,压强越大温度越低浓度越大,吸附量越大。反之,减压,升温有利于气体的解吸。常用于气体的吸附、分离和提纯,溶剂的回收,糖液、油脂、甘油、药物的脱色剂,饮用水及冰箱的除臭剂,面具,还可用作催化剂或金属盐催化剂的载体。可用木材、泥炭、坚果壳等为原料,经干活化处理后得到活碳。 我厂生产的活性炭,以本地山楂壳、淘客、核桃壳、酸枣壳为原料,生产废气用蜂窝炭和颗粒碳,廉、质量稳定,现如今空气、水和土壤污染对人类健康、 动植物产生严重危害,已引起当今社会的广泛关注。活性炭对工业废气气体污染物、具有较强的吸附能力,是一种可再生的吸附材料。在水污染如此严重的,活性炭能有效地去除水中大多数有机污染物、重金属、臭味及色度,在污水净化领域具有重要的科学意义和的应用前景。活性炭是一种多孔性物质, 凭借其微孔吸附不仅可以吸附脱色除嗅,还可以有效地吸附一些, 去除水中的致突变物质,因而,在水污染治理方面引起各国科研学者及环保工作人士的广泛关注。目前,活性炭纤维作为一种水处理材料,已经成为常规净化水成熟有效的方法之一,可用于水质净化、废水处理、重金属回收等方面。活性炭还可作为酸性土壤改良剂废气吸附活性炭是一种用于处理工业废气的材料,通过其吸附能力将废气中的有害物质吸附在活性炭表面,从而净化排放的废气。废气吸附活性炭通常用于燃煤电厂、化工厂、汽车尾气处理等产生废气的工业领域,可以有效地降低废气中的有害物质排放,保护环境和人类健康
活性炭选用新疆无烟煤为原料,采用的工艺精制而成,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,等优点。
山东活性炭 再生装置也几乎都是多层炉。多层炉的特征是可以长时间稳定而连续运转,往往可连续运转一年左右,而且能长时间在25%~的广范围负责范围内稳定运转*)。一旦多层炉开始运转并达到稳定状态后,在运转方面则几乎不需再另外花费劳动力。虽然为预防事故、仍需进行必要的日常运转管理,例如需定时对温度、燃烧器的燃烧情况等进行监测,但是诸如操作阀门及操作燃烧器等调整工作则几乎不需进行。
活性炭的再生损失是活性炭再生炉必然存在的问题,能够对价格昂贵的活性发进行、高回收率、的再生是再生炉设备不断研制开发的目标和动力,通常引起活性炭再生损失的原因有三种:①活性炭在移送过程中的粉化损失。②委托再生时出现的装卸搬运损失;③热再生所造成的燃烧损失,再生损失量的多少决定了每年需要补充活性炭数量的多少,为尽可能降低再损先,除了考虑设备及再生条件之外,对再生系统中的活性炭的性质也要进行充分研究,在再生系统中,包括粉化损失、装卸搬运损失及炭烧损失在内的活性
外热式回转炉
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。
在活性炭再生过程中,需要从多方面因素考虑从而选择适合的装置。使再生效率和经济性都达到高。以水处理用炭系统为例,需要考虑的因素是处理水量、处理前水质及处理后水质,所使用活性炭的种类、用量、再生董等.另外,还需从运输系统等多方面综合考虑。
表4-4是水处理用活性炭的再生装置一年内的运行数据资料,处理对象为水体中的 COD,吸附塔是移动层式吸附塔,再生炉为5层的多层再生炉。该设备每周运行日期为周一到周五,在周六和周日两天吸附塔保持原状停止、而多层炉处于保温运转状态。从表中数据可以
得出,即使在这样连续不断的运溯状况下,年平均再生损失只有0.2%。
纳米活性炭纤维及其制备
活性炭维是以有机纤维为前驱体,通过不同方法制得的一种新型功能性纤维,其具有成型性好,耐酸、碱,电导性与化学稳定性好等特点,活性碳终维不仅比表面积大,孔经适中,分布均匀、吸附速度快,而且具有多种形态。活性碳纤维在催化、吸附方面表现出特的性能特征,加之本身所具有的孔幼构、孔分布、微孔表面积以及表面化学等特征,使之具有的开发价值,
活性炭是一种表面纳米粒子,是由不规则的结构与纳米空间混合组成的体系,由于其纤维直径细,与被吸附物的接触面积大且均匀,吸附材料可以得到充分利用,纳米活性碳纤维吸附,且具有纤维、毡、布和纸等各种纤细的表态,孔隙直接开口在纤维表面,缩短了吸附质到达吸附位的扩散路径,且该材料本身的外表面积较内表面积高出两个数量级。纳米活性碳纤维具有微孔形结构,孔径分布窄,特殊的细孔呈单分散分布,由不同尺寸的微细孔隙组成其结构,中孔、小孔扩散呈现出多分散型分布,在各细孔结构中的差别较大,其主要原因是由于原料的不同。在纳米活性碳纤维中无大孔,只有少量的过渡孔,微孔分布在纤维表面,因此吸附速率较快,纳米活性碳纤维丝束的空间起大孔作用,可以对气相与液相物质进行较好的吸附作用,活性碳纤维外比表面积大,吸脱速度快,为粒径活性炭10~100倍。细孔的平均孔径和细孔容积随着比表面积增大而增加,吸附容量也随之增大,为粒状活性炭的10
腩罍分子悔查用范雨的扩方,而前方具不同成分的分离机原请行视人研究。
B.多孔碳材料
多孔碳材料(porogs cerbon matenat:PCM,集用具有丰富礼维纺构材料,这类材料以活性炭为代表,很早以前就被广泛应用为缴附剂,近年来箱君具有不同形态特征粉、粒、块、箱、纤维及具织物,治动能转殊的多孔带材料的不断开发,其应用领域也在不断拓宽,由于该材料不仅对某热化学反西具有明显的催化活性,同时又可与金属活作组分进行展的相互作用。加名 PCM还具有成本低,比者面积和孔结构可控,通过炭载体侑燃保从虚催化用中回收贵金属等优势,因此无论是作为催化剂还是催化剂载体,需表现出广销的应用前景,张引枝等软催化领域中所用PCM的制备,特件,具催化和载体功能以及一些催化反应的实例作了详细的综述,
在催化领域中所用PCM大致可分为普通动性炭、聚台物衍生炭和发展复合物。早期PCM多是利用果壳,果核、木材,各种牌号的煤炭,煤供油和重质油沥青等原料,经炭化和物理或化学活化制成,因天然原料所含杂质残留于 PCM中会催化不希望的副反应发生,且采用天然原料不便对所得PCM的孔结构及形态进行调控,因此,目前PCM的制备原料多采用合成树脂,有成纤维。
在合成聚合物时,通过选择交联剂或致孔剂可合成具有较大孔结构和比者面积的共聚物,这类前驱体中所具有的较大孔隙经炭化活化后仍可保留至终的PCM中,利用磺化苯乙烯二乙烯基苯形成的网状结构其聚物在氮气中炭化至1200℃可以制得平均孔大小在30nm的各向同性硬质炭,以糠醇,液体致孔剂二甘醇或聚乙二醇,分散剂以及固化剂对甲基苯磺酸为原料,由糖醇的部分聚合,液体成孔剂挥发可以形成狭窄的大孔,将其炭化所得的PCM中也保留了该孔结构,
PCM由于含有较多的微品,放处于棱面边缘的碳原子较多具有较高的反应性,易与其他元素反应形成支配表面化学结构的化学物种,通常主要是与氧反应形成各种含氧官能团,通过测定活性表面积可以对这些形成官能团活性点数量进行估计,其程度与碳材料中的微晶点及其排列以及表面缺陷数有关。低温热处理(≤1500K)的活性点可能占有更高的总表面积,对活性炭来说可能达20%~40%,作为PCM之一的炭黑,表面存在的氧化物,包括有羧基,酚羟基等酸性官能团,预基、醒基以及由醌基和预基缩合形成的内酯基等中性官能团,还包括氧萘状化合物等碱性氧化物。其他各种碳材料也呈现出类似的表面氧化物情况,
活性碳材料包括了大量的具有不同物理化学性能和不同形状的产品活性炭是由含碳原料经炭化、活化加工制备而成,具有发达的孔隙结构、较大的比表面积和丰富的表面化学基团,选择性吸附能力较强的碳材料。活性炭具有良好的再生性能,可以循环使用,在石油化工、食品、医药、乃至航空航天等领域均有广泛应用,已成为国民经济发展和建设的重要的吸附材料。近年来,随着环保、医药、储能等行业的快速发展,活性炭的市场需求不断增加,我国活性炭的生产量和出口量均已达到世界。
经过30多年的发展,活性炭领域开发了很多新的生产技术,如物理法-化学法活性炭一体化生产技术,活性炭工业生产中化、低消耗、智能化的生产技术以及活性炭的再生生产技术等。同时,活性炭在气相吸附、液相吸附、能源储存和作为催化剂载体等方面的应用也取得很大的进展,活性炭行业具有广阔的发展前景。目前,活性炭的研制更多的是着眼于拓展应用领域,因此,有针对性地研制具有特殊吸附性能的活性炭新品种、根据吸附质的特征选择合适的活性炭及低成本制备方法、开发活性炭清洁再生工艺与设备以达到循环利用等方面均是重要的研究方向。
本书主要是基于活性炭研究领域技术发展成果,结合作者多年的研究和产业化经验编写而成。在对活性炭的主要特征、用途、吸附理论进行简单介绍的基础上,阐述了化学法制备技术与装置、物理法制备技术与装置、活性炭的再生技术和设备、活性炭在气相以及在医药、防辐射、电子行业等领域中的应用,同时对活性炭行业国内外相关标准进行了归纳整理,并对活性炭标准化工作提出了展望。