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节物理法机理简介
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。
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
在我国,为使活性炭吸附烟气脱硫技术应用于燃煤电厂,也开展了一系列的研究和工业试验并取得重要进展。20世纪80年代初,西安热工研究所和四川省环境保护研究所开展了活性炭吸附烟气脱硫并制取磷肥的试验研究。具体工如下:经调温调湿后的烟气进入吸收塔,活性炭作为吸附催化剂将SO:吸附,并在O2存在的条件下进一步将SO2催化氧化成SO3,当吸附接近饱和气相液时经水喷淋洗涤得到一定浓度的稀硫酸。洗涤再生后的活性炭吸收剂可继续使 性炭的用,该法脱硫效率达70%(脱硫)。迄今为止,国内外关于活性炭脱硫的研究并不少,山东临朐县海源活性炭厂认为性炭用于移动床同时脱硫脱氮的成功实践。我国在这方面的研究起步较晚,应用活性炭脱硫技术的历程经历了三个阶段:20世纪50年代初期,采用硫化铵再生的活性炭脱硫技术,该技术所需设备多,占地面积大,操作复杂,再生成本高,滨州活性碳活性炭的制作成本也高;70年代中期,开发应用过热蒸汽再生的活性 4. 炭脱硫技术,该技术所需设备装置少,操作方法简单,再生成本低,活性炭价的 二者格便宜;80年代中期,采用改性活性炭技术,提高了活性炭的工业硫容,在为问题是一定程度上延长了活性炭脱硫的正常使用周期,改善了工作环境。而且已经有50,在活性炭脱硫的工业实践,例如四川宜宾豆坝电厂和湖北松木坪电厂。实践证都致力明:活性炭法烟气脱硫技术具有非常好的发展前景,进一步的深入研究能够促
活性炭的孔隙结构
①孔隙结构的形态。活性炭的孔隙是在活化过程中,基本微晶之间清除了各种含碳化合物和无序碳(有时也从基本微晶的石墨层中除去部分碳)之后产生的孔隙,孔隙的大小、形状和分布等因制备活性炭的原料、炭化及活化的过程和方法等不同而有所差异,不同的孔隙结构能够发挥出相应的功能。1960年杜比宁把活性炭的孔分为大孔(孔径大于50nm)、中孔(或称过渡孔,孔径2~ 微孔 50nm)和微孔(孔径小于2nm)三类,这个方案已被国际纯粹与应用化学联合会(International Union of Pure and Applied ,中孔 Chemistry,IUPAC)所接受。在活性炭中这三类大小不同的孔隙是互通的,呈树 -大孔状结构。
活性炭的孔道结构 通过高分辨透射电子显微镜研究表明,活性炭中的微孔是活性炭微晶结构中弯曲和变形的芳环层或带之间的具有分子尺寸大小的间隙。孔隙的形状是形态各异的,使用不同的研究方法发现:有些是一端封闭的毛细管孔或两端敞开的毛细管孔,有些孔隙具有缩小的入口(瓶状孔),还有一些是两平面之间或多或少比较规则的狭缝状孔、V形孔等。
杜比宁分类中大孔的内表面能发生多层吸附,但在活性炭中,由于它的比例很小,所以大部分作为通路供吸附质分子进入吸附部位,但它可以决定吸附速率,因此在实际应用中也是很重要的。过渡孔在很多情况下和大孔相同,也是作为吸附质的通路从而支配吸附速率,但是过渡孔的作用却不是单纯的,它还可以作为不能进入微孔的大分子的吸附部位。活性炭的吸附作用大部分是通
活性炭比表面积吸附现象发生在固体的表面,物体吸附能力的强弱很大程度上取决于比表面积的大小。有很多分析方法可以用来测定比表面积,其中常用的是BET法。此外还有流通法、液相吸附法、润湿热法。除此之外,通过置射线小角散射也能测定比表面积,但是BET法还是在测定活性炭比表面积方法中常用的。应用此法测定的活性炭的比表面积一般为1000m2/g。
活性炭的分类
根据制造方法、外观形状、用途功能以及孔经大小的不同,可以将活性炭分为不同种类。从形态来看,可以分为颗粒活性炭和粉状活性炭,而颗粒活性酸叉可分为无定形和定形两大类;依据原料的不同,可以将活性炭分为焦木质、石油、煤质和树脂活性炭;根据使用功能的不同又可以分为液体吸附、催化性能、气体吸附活性炭;从制造方法来划分,又分为物理法、化学法和物理化学生活性炭。
从外观形状上分类。
对于活性炭及其原料炭化物中所含有的挥发分数量的测定,通常采用的方法是将试样放在铂金坩埚中,避免与空气接触,在900℃下加热7min,求出加热减量占原试样的百分比,并从该百分比中减去同时进行测定得到的水分值(干燥减量)以后,便得到试样的挥发分含量,灰分(强热残分)的测定方法是将干燥过的试样放在瓷坩埚中,并置于高温电炉内,将其温度调至800~900℃对样品进行灰化,残留物质的质量分数作为灰分,固定碳确定是以干燥试样作为,减去灰分与挥发分所得到的数值,
通常的活性炭由于是在温度为900℃以上制得的,所以挥发分很少。另一方面,炭化温度对原料炭化物的挥发具有很大影响。实验表明,挥发分的含量随着温度的上升而减少,炭化反应在500℃以下剧烈进行,在600~700℃基本结束。固定碳含量在炭化反应结束的700℃以上基本不会再增加,该变化基本上与挥发分相对应,
灰分随炭化得率的降低而增加。灰分是活性炭原料选择方面的一个重要物标。原料中的无机成分在炭化过程中几乎不减少而后残留于木炭中,原料中的灰分含量即使只有1%,活性炭的灰分含量也将达到10%。由于于灰分不具有吸附能力,因此该单位质量的活性炭吸附能力要比灰分含量为零的活性炭的附能力下降10%左右。所以在活性炭的选择过程中,尽可能选择灰分含数量
活性炭的其他应用
随着研究的逐渐深入,活性炭在其他领域出现一些特殊的应用,它的开发和利用给我们的生活带来了许多积极的效果。
①药用、医用:活性炭作为高吸附材料,可以吸附药物,口服进入人体后缓释药物成分,降低服药频率;也可将活性炭用做剂和降血脂药物等。如治疗胃肠失调、腹部脓毒症、血液过滤、血液渗析等用于吸附对于人体有害有毒的物质。
②金属的精选:如利用其与氢氧化铝和氢氧化铁混合物共同沉淀可以从海水中分离铀。
③烟气过滤净化:香烟和烟斗的过滤嘴。
④分析技术:如高真空技术中用来吸附痕量残余气体。⑤温度控制:用来制造吸附恒温器和获取低温。
⑥农林种植:用于缓释土壤中的农肥和农药,改良土壤,调理土壤性能,提高土质和地温。
能源领域:用作储氢材料,作为电池、超级电容器的电极材料。
活性炭吸附作用力是指吸附剂与吸附质来间在棉量方面的相互作用,承相这种相互作用的是电子,在发生吸附时,随翁巢附刑表面和吸附质分子中性质的不同,其相互作用的组合状况也不同。相互作用分为5案,作敦分散力相互作用,偶极子榻互作用、氢键,修电吸引力有其价健。
指致分散力伦敦(1ondonF)发现的力,是5种相互作用力中弱的,伯救方普遍存在于原子和分子网,包括惰性似子、分子网也都存在,在活性炭吸附中也是非常重要的吸附作用力,由于其与在可见光和紫外光领域中的光分散有关,所以称之为分散力。
除了伦敦分散力之外,偶极子相互作用也是一个相当微弱的相互作用力。表面上电负性不同的原子化学结合在一起时,由于电角性的差异导致对电子吸引强弱的不同产生电子的偏移,电子向电负性较大的一边集中分布。于是在相互结合的原子之间产生称作偶极矩的极矩p=gr,在有这种偶极子的表面原子组或者有极性的表面官能团与具有偶极子的分子之间,引发力的作用。这种力就叫做偶极子的相互作用,
氯键的强度一般为范德华力的5~10倍,其产生于一个氮原子与两个以上的其他原子结合的过程中,通常,固体表面上多多少少存在一些类似于羧基,氨基,羟精等含有氢原子的极性官能团,这些官能团中的氮原子易与吸附分子申电负性大的氧,硫,氮等非其价电子对形成直线形的氮键。同样,表面官能团中的氧,氮、氟等原子中非其价电子对的存在,使其易与吸附分子的极性官能团的氯原子形成无键。
静电引力是很强的相互作用。目前对于产生电位的机理还不是太清楚,但即使固体,液体等是绝,接触时表面仍会产生静电,电量少却能形成很强的电场。因此,这种老面经常带电的结果就使在发生吸附时产生了静电引力。
表面能够发生氧化、还原、分解等反应的吸附剂,容易与吸附质之间形成具价链,可产生非常强有力的吸附作用。
活性发涌过氧化,还原等手段进行处理,改变其表面官能团的性质。比表面积的大小以及孔径,但是由于置换基的种类以及浓度能够改变表面的化学性质及物理性质,所以能够从多种常剂、溶质所组成的溶液中有选择性地吸附某种南质的表面),