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相关知识 > 什么是活性碳?  

      普通的活性碳是经过特殊烧制工艺炭化的一种多孔径物质,有极丰富的孔隙构造和极大 的表面积,能吸附异味和有害气体,但不能分解。我们采用的是经过特殊处理的催化活性碳,不仅具有良好的物理吸附作用,还具有对污染物 的催化分解作用,不会形成二次污染。


      活性碳的作用:


      活性炭的吸附可分为物理吸附和化学吸附。物理吸附主要发生在活性炭去除液相和气相中杂质的过程中。活性炭的多孔结构提供了大量的表面积,从而使其非常容易达到吸收收集杂质的目的。就象磁力一样,所有的分子之间都具有相互引力。正因为如此,活性炭孔壁上的大量的分子可以产生强大的引力,从而达到将介质中的杂质吸引到孔径中的目的。必须指出的是,这些被吸附的杂质的分子直径必须是要小于活性炭的孔径,这样才可可能保证杂质被吸收到孔径中。这也就是为什么我们通过不断地改变原材料和活化条件来创造具有不同的孔径结构的活性炭,从而适用于各种杂质吸收的应用。除了物理吸附之外,化学反应也经常发生在活性炭的表面。活性炭不仅含碳,而且在其表面含有少量的化学结合、功能团形式的氧和氢,例如羧基、羟基、酚类、内脂类、醌类、醚类等。这些表面上含有地氧化物或络合物可以与被吸附的物质发生化学反应,从而与被吸附物质结合聚集到活性炭的表面。取一个典型的例子:水处理过程中活性炭可以与水中的亚氯酸盐发生反应使亚氯酸盐变成氯离子形式,从而达到去除水中亚氯酸盐的目的,使水不再有令人反感的味道和气味!

活性炭

activated carbon
是一种黑色粉状,粒状或丸状的无定形具有多孔的碳,主要成分为碳,还含少量氧、氢、硫、氮、氯。也具有石墨那样的精细结构,只是晶粒较小,层层间不规则堆积。具有较大的表面积(50010002/),有很强的吸附性能,能在它的表面上吸附气体、液体或胶态固体;对于气体、液体,吸附物质的质量可接近于活性炭本身的质量。其吸附作用具有选择性,非极性物质比极性物质更易于吸附。在同一系列物质中,沸点越高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,防毒面具中的滤毒剂,还可用作催化剂或金属盐催化剂的载体。早期生产活性炭的原料为木材、硬果壳或兽骨,后来主要采用煤,经干馏、活化处理后得到活性碳生产方法有:蒸汽、气体活化法。利用水蒸气或二氧化碳在850900将碳活化。化学活化法。利用活化剂放出的气体,或用活化剂浸渍原料,在高温处理后都可得到活性炭。

活性炭具有微晶结构,微晶排列完全不规则,晶体中有微孔(半径小于20〔埃〕=10-10米)、过渡孔(半径201000)、大孔(半径1000100000),使它具有很大的内表面,比表面积为50017002/克。这决定了活性炭具有良好的吸附性,可以吸附废水和废气中的金属离子、有害气体、有机污染物、色素等。工业上应用活性炭还要求机械强度大、耐磨性能好,它的结构力求稳定,吸附所需能量小,以有利于再生。活性炭用于油脂、饮料、食品、饮用水的脱色、脱味,气体分离、溶剂回收和空气调节,用作催化剂载体和防毒面具的吸附剂

 

活性炭的吸附特性

活性炭与其他吸附剂如硅胶、沸石、活性白土等相比较,具有许多特点。

1. 有较发达的孔隙结构,比表面积大

活性炭具有发达的孔隙结构,除了活性分子筛以外,孔径分布范围较广,具有孔径大小不同的孔隙,能吸附分子大小不同的各种物质。同时具有大量的微孔,因而比表面积很大,吸附力也大。活化方法对制得活性炭的孔隙大小有很大影响。

2. 活性炭的表面特性

活性炭的表面性质因活化条件而不同,高温水蒸汽活化的活性炭,表面多含碱性氧化物,而氯化锌活化的活性炭,表面多含酸性氧化物,后者对碱性化合物的吸附能力特别大。活性炭具有的表面化学性质、孔径分布和孔隙形状不同,是活性炭具有选择性吸附的主要原因。

3. 催化性质

活性炭作为接触催化剂用于各种异构化、聚合、氧化和卤化反应中。它的催化活性是由于炭的表面和表面化合物以及灰分等的作用。

活性炭在化学工业中常用作催化剂载体,即将有催化活性的物质沉积在活性炭上,一起用作催化剂。这时,活性炭的作用并不限于负载活化剂,它对催化剂的活性、选择性和使用寿命都有重大影响,它具有助催化的作用。

4. 化学性质稳定、容易再生

活性炭的化学性质稳定、能耐酸、耐碱,所以能在较大的酸碱度范围内应用;活性炭不溶于水和其他溶剂,能在水溶液和许多溶剂中使用;活性炭能经受高温高压的作用,由于它的催化活性,在有机合成中常作为催化剂或载体。

活性炭使用失效时,可用各种方法多次反复再生,使其恢复吸附能力,再用于生产。如果再生得法,可达到原有的吸附水平。

活性炭在国防建设及工农业生产等各个领域的使用情况

活性炭作为吸附剂具有优异特性,现已在工业、农业、国防、科技以及人民生活各个领域中广泛使用,成为国民经济不可缺少的重要物质。

1. 气相吸附方面的应用

(1)废气净化和回收 用于净化工业上排放的有害气体,如废烟气的脱硫等;回收挥发散失的溶剂如丙酮、酯类、苯、汽油等。

(2)防御毒气和有害气体 在国防和民用工业中用活性炭装填各种防毒面具,制造防御放射性物质的纺织品。

(3)原子能设施中的应用 用于捕集和去除泄漏的放射性物质。

(4)其它 用活性炭填充气体钢瓶,增加贮存气体的容量;用于香烟滤嘴滤除尼古丁等。

2. 液相吸附方面的应用

(1)食品工业 用于葡萄糖、饴糖、味精、油脂、酒等的脱色精制,除去色素、胶质和其它杂质。

(2)医药工业 用于维生素、注射用针剂等除去色素、杂质等。

(3)化学药品 用于各种有机和无机药品,如酯类、酚类、柠檬酸、草酸等的脱色精制。

(4)环境保护 用于净化用水,处理废水等。

(5)其它 在冶金工业中用于回收金、银、钯等贵重金属。

3. 为催化剂和催化剂载体

活性炭本身有各种催化活性,可单独作催化剂,应用于卤化、氧化脱氢等化学反应中。某些活性炭也是优良的催化剂载体,应用在醋酸乙烯酯合成、卤化、氧化、聚合等反应中。

4. 医药方面的应用

活性炭作为外用药,用于烂疮、化脓化创伤,也可用于内服药治疗腹泻。活性炭能吸附病毒、细菌毒素、药物等,可用于治疗中毒或过量服药的病人。

5. 农业和其它方面的应用

活性炭施用于土壤中,能促进氮的生物固定作用,除去农药对作物的毒害等。此外,活性炭还用作制造锌—空气电池的电极。

什么叫化学药剂活化法?氯化锌为什么能使炭活化?

用氯化锌和其他化学药物作为活化剂生产活性炭的方法,称为化学药剂活化法,简称化学法。常用的化学药物有氯化锌、磷酸,也有用硫酸钾和硫化钾的,国内主要用氯化锌作为活化剂。

氯化锌的活化作用主要是:

1. 氯化锌对植物原料中的纤维素起润胀、胶溶以致溶解作用,药液渗透到原料内部,溶解纤维素而形成孔隙。

2. 氯化锌在高温下具有催化脱水作用,使原料中的氢、氧原子以水的形式分离出来,使更多的碳保留在原料中,提高了活性炭的得率。用氯化锌作活化剂,能降低活化温度,活化时产生的焦油颜色明显变浅,这说明木屑的活化过程与通常的热解反应有所不同。

3. 氯化锌在炭化时能起骨架作用,即它们在原料被炭化时给新生的碳提供一个骨架,让碳沉积在它的上面。新生的碳具有初生的键,有吸附力,能使碳与氯化锌等锌化物结合在一起。当用酸和水把氯化锌等无机成分溶解洗净之后,碳的表面便暴露出来,成为具有吸附力的活性炭内表面积。这种作用最明显的体现是:活性炭的孔隙总容积随锌屑比的增大而增大。而且当锌屑比大时,可以制得过渡孔较发达的活性炭,锌屑比小时,又可制得微孔较发达的活性炭。

氯化锌连续法生产粉状活性炭的工艺流程

氯化锌连续法生产粉状活性炭的工艺流程如下:

1. 屑的筛选和干燥

木屑由斗式提升机送到振动筛筛选,选取6—40目木屑,由鼓风机输送到旋风分离器,分离后的木屑落如贮仓中。然后进行气流干燥,木屑由贮仓下面圆盘加料器定量连续地落入螺旋进料器,加入热风管,由热风炉来的热空气高速气流带走及干燥,木屑含水率由原来的40%左右下降到15%—20%,干木屑在旋风分离器分离后落入干木屑贮仓。

2. 化锌溶液的配制

氯化锌溶液的配制是根据生产的要求,配制规定浓度的氯化锌溶液。配制时,将回收工序回收的浓度40美度的锌液,用泵泵入配锌池中,再加入固定氯化锌和盐酸,配制成规定浓度和酸碱度的氯化锌溶液,或直接用水配制亦可,然后用泵泵入浓锌池备用。

3.捏和

用泵将浓锌池的氯化锌液泵入浓锌液高位槽,由于木屑贮仓下部落下的木屑用斗式提升机提升至计量槽,一定量的木屑放入捏和机,同来自高位槽的定量浓锌液拌和后,倒入回转炉的料斗中。

4. 、活化

由料斗下部的圆盘加料器和螺旋进料器将木屑加入回转炉,从炉的另一端通入热烟道气,将木屑炭化和活化,活化料落入出料室,定期取出,用小车推到回收工序的斗式提升机加料处。

5. 回收、漂洗

开动斗式提升机,将活化料加入回收桶回收氯化锌。先用25—30波美度的氯化锌溶液洗涤,得到的浓锌液送往配制氯化锌溶液,再用较稀的锌液洗涤,洗涤时加入适量盐酸,并将溶液加热到70摄氏度以上,使氧化锌转变为氯化锌。最后要求洗涤液的浓度降至1波美度以下。回收过的炭用水冲入漂洗桶中,用90摄氏度以上的热水漂洗,第二次漂洗时加入适量盐酸,并加热至沸腾,以除去炭中的铁质,直至洗液不含铁为止。 

6. 离心脱水、干燥和粉磨

活性炭在离心机中脱水,然后在外热式回转干燥器中干燥至含水率4—6%,再送往球磨机磨粉即为成品。

另外附设专门的废气、废水处理系统,以回收烟气中的氯化锌和盐酸,消除公害。

 

氯化锌活化对原料的要求

氯化锌法生产粉状活性炭的原料主要是木屑,生产糖用炭时,最好使用杉木屑和松木屑,纯杉木屑更好。新鲜的松木屑含松脂较多,不利于氯化锌溶液的渗入,如果存放一段时间,使挥发成分自行挥发和氧化后抗菌素、解热药、维生素、注射用针剂等除去色素、杂质等。

(3)化学药品 用于各种有机和无机药品,如酯类、酚类、柠檬酸、草酸等的脱色精制。

(4)环境保护 用于净化用水,处理废水等。

(5)其它 在冶金工业中用于回收金、银、钯等贵重金属。

3. 为催化剂和催化剂载体

活性炭本身有各种催化活性,可单独作催化剂,应用于卤化、氧化脱氢等化学反应中。某些活性炭也是优良的催化剂载体,应用在醋酸乙烯酯合成、卤化、氧化、聚合等反应中。

4. 医药方面的应用

活性炭作为外用药,用于烂疮、化脓化创伤,也可用于内服药治疗腹泻。活性炭能吸附病毒、细菌毒素、药物等,可用于治疗中毒或过量服药的病人。

5. 农业和其它方面的应用

活性炭施用于土壤中,能促进氮的生物固定作用,除去农药对作物的毒害等。此外,活性炭还用作制造锌—空气电池的电极。

什么叫化学药剂活化法?氯化锌为什么能使炭活化?

用氯化锌和其他化学药物作为活化剂生产活性炭的方法,称为化学药剂活化法,简称化学法。常用的化学药物有氯化锌、磷酸,也有用硫酸钾和硫化钾的,国内主要用氯化锌作为活化剂。

氯化锌的活化作用主要是:

1. 氯化锌对植物原料中的纤维素起润胀、胶溶以致溶解作用,药液渗透到原料内部,溶解纤维素而形成孔隙。

2. 氯化锌在高温下具有催化脱水作用,使原料中的氢、氧原子以水的形式分离出来,使更多的碳保留在原料中,提高了活性炭的得率。用氯化锌作活化剂,能降低活化温度,活化时产生的焦油颜色明显变浅,这说明木屑的活化过程与通常的热解反应有所不同。

3. 氯化锌在炭化时能起骨架作用,即它们在原料被炭化时给新生的碳提供一个骨架,让碳沉积在它的上面。新生的碳具有初生的键,有吸附力,能使碳与氯化锌等锌化物结合在一起。当用酸和水把氯化锌等无机成分溶解洗净之后,碳的表面便暴露出来,成为具有吸附力的活性炭内表面积。这种作用最明显的体现是:活性炭的孔隙总容积随锌屑比的增大而增大。而且当锌屑比大时,可以制得过渡孔较发达的活性炭,锌屑比小时,又可制得微孔较发达的活性炭。

氯化锌连续法生产粉状活性炭的工艺流程

氯化锌连续法生产粉状活性炭的工艺流程如下:

1. 屑的筛选和干燥

木屑由斗式提升机送到振动筛筛选,选取6—40目木屑,由鼓风机输送到旋风分离器,分离后的木屑落如贮仓中。然后进行气流干燥,木屑由贮仓下面圆盘加料器定量连续地落入螺旋进料器,加入热风管,由热风炉来的热空气高速气流带走及干燥,木屑含水率由原来的40%左右下降到15%—20%,干木屑在旋风分离器分离后落入干木屑贮仓。

2. 化锌溶液的配制

氯化锌溶液的配制是根据生产的要求,配制规定浓度的氯化锌溶液。配制时,将回收工序回收的浓度40美度的锌液,用泵泵入配锌池中,再加入固定氯化锌和盐酸,配制成规定浓度和酸碱度的氯化锌溶液,或直接用水配制亦可,然后用泵泵入浓锌池备用。

3.捏和

用泵将浓锌池的氯化锌液泵入浓锌液高位槽,由于木屑贮仓下部落下的木屑用斗式提升机提升至计量槽,一定量的木屑放入捏和机,同来自高位槽的定量浓锌液拌和后,倒入回转炉的料斗中。

4. 、活化

由料斗下部的圆盘加料器和螺旋进料器将木屑加入回转炉,从炉的另一端通入热烟道气,将木屑炭化和活化,活化料落入出料室,定期取出,用小车推到回收工序的斗式提升机加料处。

5. 回收、漂洗

开动斗式提升机,将活化料加入回收桶回收氯化锌。先用25—30波美度的氯化锌溶液洗涤,得到的浓锌液送往配制氯化锌溶液,再用较稀的锌液洗涤,洗涤时加入适量盐酸,并将溶液加热到70摄氏度以上,使氧化锌转变为氯化锌。最后要求洗涤液的浓度降至1波美度以下。回收过的炭用水冲入漂洗桶中,用90摄氏度以上的热水漂洗,第二次漂洗时加入适量盐酸,并加热至沸腾,以除去炭中的铁质,直至洗液不含铁为止。 

6. 离心脱水、干燥和粉磨

活性炭在离心机中脱水,然后在外热式回转干燥器中干燥至含水率4—6%,再送往球磨机磨粉即为成品。

另外附设专门的废气、废水处理系统,以回收烟气中的氯化锌和盐酸,消除公害。

 

氯化锌活化对原料的要求

氯化锌法生产粉状活性炭的原料主要是木屑,生产糖用炭时,最好使用杉木屑和松木屑,纯杉木屑更好。新鲜的松木屑含松脂较多,不利于氯化锌溶液的渗入,如果存放一段时间,使挥发成分自行挥发和氧化后
 
 
 
 
 
活性炭是一种非常优良的吸附剂,它是利用木炭、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。检验标准可按照中国国标GB,或按照其他国家标准,如:美国ASTM,日本JIS,德国DIN标准等.
物理特性:

活性炭是一种多孔径的炭化物,有极丰富的孔隙构造,具有良好的吸附特性,它的吸附作用藉物理及化学的吸咐力而成的,其外观色泽呈黑色。其成份除了主要的炭以外,还包含了少量的氢、氮、氧,其结构则外形似以一个六边形,由于不规则的六边形结构,确定了其多也体枳及高表面积的特点,每克的活性炭所具的有比表面相当于1000个平方米之多。

活性炭材质:

活性炭其主要是以含炭量较高的物质制成,如木材、煤、果壳、骨、石油残渣等。而以椰子壳为最常用的原料,在同等条件下,椰壳活性的活性质量及特其它特性是最好的,因其有最大的比表面。

活性炭的成本:

活性炭的成本如果按原料计算,最贵的属椰壳,其次是木质量和煤质,但活性炭的深加工层次可以很多,相同产品的深加工不同也会造成成本的很大差异,客户主要还是要根据自己的实际应用情况选择相对应的活性炭产品。



生产过程:

活性炭按生产方法可分物理水蒸气法和化学法生产,这里着重说一下物理水蒸气法的生产,一般生产分为两个过程,第一步,炭化,将原料在170 至600的温度下干燥,同量将其80%r有机组织炭化。第二步,活化,将第一步已炭化好的炭化料送入反应炉中,与活化剂和水蒸气反应,完成其活化过程,制成成品。在吸热反应过程中,主要产生CO及H2组合气体,用以将炭化料加热至适当的温度(80

活性炭水处理方法
近几十年来,在水处理技术的发展过程中,各国在探索活性炭与其它方法结合使用时发现,在改善水
质方面,联合法处理效果显著,弥补了活性炭由于再生频繁致使废水处理成本较高的问题. 其处理方法大
致有以下几种:
(1)
粉末活性炭处理(又叫生物物理处理法,投料曝气法或粉末曝气法) .
一般认为,该法是在吸附和微生物氧化分解的协同作用下去除污染物的. 活性炭的大量微孔吸附了有机
物和废水中的氧,为微生物的群体生长繁殖提供了高浓度的营养源,而微生物代谢过程中产生的酶和辅酶又
被吸附和富集在活性炭微孔中,加之炭上微生物和有机物接触时间较长,使难以降解的有机物也有可能经生
物氧化而分解. 粉末活性炭处理法一般包括三个步骤:1) 剧烈混合,使炭迅速分布在污水中;2) 接触吸附和
氧化,使炭悬浮在污水中进行悬吸附和氧化;3) 固分离,将炭从污水中分离出来,然后进行再生.
此法具有以下优点:稳定,处理效果好;提高了微生物对有机物和重金属的抗性;活性炭能吸附表面活
性物质,解决了曝气池中的气泡问题;产生了有凝聚力的炭体和微生物,形成了坚实和稠密的污泥,改善了
6 王爱平,刘中华:活性炭水处理技术及在中国的应用前景49
活性污泥法的操作条件;能用于处理成分复杂,浓度和水量多变的废水;成本低.
(2)
臭氧氧化活性炭处理法
该法是将臭氧氧化,活性炭处理二者结合起来使用的一种方法. 它使得COD ,BOD 更易被活性炭吸
,对染料废水的消毒,除臭,及脱色效果显著且延长了活性炭的使用寿命.
(3)
活性炭吸附生物膜处理法.
活性炭吸附,生物膜处理法是利用活性炭对有机物的富集作用和对水中溶解氧的选择吸附性,在温度
及营养物适宜的条件下,使活性炭表面上生长好气微生物,将活性炭的吸附作用和微生物的分解氧化作用
协同起来. 采用此法,不仅可以提高废水的处理效果,而且能够较大幅度的延长活性炭的使用寿命,同时还
可以降低处理成本,简化运转操作管理. 这是一种新近发展起来的污水处理技术.
在此三种方法中,北京第三毛线厂曾采用活性炭生物膜法氧化处理染料废水. 美国新泽西州的罗卡威
1982 年采用曝气和粒状活性炭相结合的流程,有效的去除了地下水中的有机化合物. 美国杜邦
(DUPON)
公司使用PACT 法代替颗粒状活性炭填充床处理法. 该法将粉状活性炭处理和生物处理结合起
来使用,被列为美国工业废水处理新技术中几个极有前途的废水处理新技术之一. 另外,在美国Cyanmid
公司的处理设施中,三级处理废水时使用颗粒活性炭(GAC) . 据资料报道,美国环保署(USEPA) 的饮用水
标准的64 项有机污染物指标中,51 项将粒状活性炭(GAC) 列为最有效技术. 日本利用臭氧活性炭配
合法处理含硫废水. 法国利用活性炭臭氧法净化饮用水

黄金提取活性炭

黄金提取活性炭选用优质椰壳﹑杏壳为原料,采用先进的斯列普活化炉,微机控制活化工艺过程。活化料经风选﹑破碎﹑筛分生产出成品。产品具有强度高﹑粒度均匀﹑选择吸附性好﹑可多次再生反复使用。在炭浆法﹑堆浸法提金工艺中有极好的效果。

1
椰壳炭:
a
堆浸法用椰壳炭:
度:612 目(其中:612目占90%以上) 碘吸附值:>1000 mg/g 度:>98
充填密度:0.500.55 g/mL 干燥减量:≤10   灼烧残渣:≤3

b 炭浆法用椰壳炭:(打磨炭)
度:612 目(其中:612目占90%以上) 碘吸附值:>980 mg/g 度:>99
充填密度:0.500.55 g/mL 干燥减量:≤10   灼烧残渣:≤3

2
堆浸法用杏壳炭:
度:612 目(其中:612目占90%以上) 碘吸附值:>960 mg/g 度:>96
充填密度:0.40.45 g/mL 干燥减量:≤10 灼烧残渣:≤3

 

 

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