活性炭的基本知識.doc

活性炭的基本知識一、活性炭的概述活性炭是一種黑色粉狀，粒狀或丸狀的無定形具有多孔的碳，主要成分為碳，還含少量氧、氫、硫、氮、氯。也具有石墨那樣的精細結構，只是晶粒較小，層層間不規(guī)則堆積。具有較大的表面積(5001000米2/克)，有很強的吸附性能，能在它的表面上吸附氣體、液體或膠態(tài)固體;對于氣體、液體，吸附物質的質量可接近于活性炭本身的質量。其吸附作用具有選擇性，非極性物質比極性物質更易于吸附。在同一系列物質中，沸點越高的物質越容易被吸附，壓強越大溫度越低濃度越大，吸附量越大。反之，減壓，升溫有利于氣體的解吸。常用于氣體的吸附、分離和提純，溶劑的回收，糖液、油脂、甘油、藥物的脫色劑，飲用水及冰箱的除臭劑，防毒面具中的濾毒劑，還可用作催化劑或金屬鹽催化劑的載體。早期生產活性炭的原料為木材、硬果殼或獸骨，后來主要采用煤，經干餾、活化處理后得到活性碳生產方法有：蒸汽、氣體活化法。利用水蒸氣或二氧化碳在850900將碳活化?；瘜W活化法。利用活化劑放出的氣體，或用活化劑浸漬原料，在高溫處理后都可得到活性炭。活性炭具有微晶結構，微晶排列完全不規(guī)則，晶體中有微孔(半徑小于20埃=10-10米)、過渡孔(半徑201000)、大孔(半徑1000100000)，使它具有很大的內表面，比表面積為5001700米2/克。這決定了活性炭具有良好的吸附性，可以吸附廢水和廢氣中的金屬離子、有害氣體、有機污染物、色素等。工業(yè)上應用活性炭還要求機械強度大、耐磨性能好，它的結構力求穩(wěn)定，吸附所需能量小，以有利于再生?；钚蕴坑糜谟椭嬃?、食品、飲用水的脫色、脫味，氣體分離、溶劑回收和空氣調節(jié)，用作催化劑載體和防毒面具的吸附劑。二、活性炭的產生活性炭按生產方法可分物理水蒸氣法和化學法生產。物理水蒸氣法的生產，一般生產分為兩個過程，第一步，炭化，將原料在170 至600的溫度下干燥，同量將其80%r有機組織炭化。第二步，活化，將第一步已炭化好的炭化料送入反應爐中，與活化劑和水蒸氣反應，完成其活化過程，制成成品。在吸熱反應過程中，主要產生CO及H2組合氣體，用以將炭化料加熱至適當?shù)臏囟?800至1000度)，除去其所有可分解物，產生豐富的孔隙結構及巨大的比表面積，使活性炭具有很強的吸附力。不同的原料生產的活性炭具有不同的孔徑，其中以椰殼為原料的活性炭的孔徑最小，木質活性炭的也孔徑一般較大，煤質活性炭的孔徑介于兩者間?；钚蕴靠讖揭话惴譃槿悾捍罂祝?000-1000000A過渡孔：20-1000A微孔：20A。根據(jù)以上特性可以看出，針對不同的吸附對象，需選用相應的活性炭，以做到最好的性價比，因此，一般在液相吸附中，應選用較多過渡孔徑及平均孔徑較大的活性炭。粒狀活性炭吸附容量耗盡后再生，常用的方法是加熱法，廢炭烘干后在850C左右的再生爐內焙燒。顆粒活性炭每次再生約損耗510%，且吸附容量逐次減少。再生效率對活性炭濾池的運行費用(也就是對水處理成本)影響極大。三、活性炭的工作原理活性炭過濾器的工作是通過炭床來完成的。組成炭床的活性炭顆粒有非常多的微孔和巨大的比表面積，具有很強的物理吸附能力。水通過炭床，水中有機污染物被活性炭有效地吸附。此外活性炭表面非結晶部分上有一些含氧管能團，使通過炭床的水中之有機污染物被活性炭有效地吸附。活性炭過濾器是一種較常用的水處理設備，作為水處理脫鹽系統(tǒng)前處理可有效保證后級設備使用壽命，提高出水水質，防止污染，特別是防止后級反滲透膜，離子交換樹脂等的游離態(tài)余氧中毒污染。在水質預處理系統(tǒng)中，活性炭過濾器能夠吸附前級過濾中無法去除的余氯以防止后級反滲透膜受其氧化降解，同時還吸附從前級泄漏過來的小分子有機物等污染性物質，對水中異味、膠體及色素、重金屬離子、COD等有較明顯的吸附去除作用?？梢赃M一步降低RO進水的SDI值，保證SDI5，TOC2.Oppm。四、活性炭的作用活性炭具有良好的物理特性，是一種多孔徑的炭化物，有極豐富的孔隙構造，具有良好的吸附特性，它的吸附作用藉物理及化學的吸咐力而成的,其外觀色澤呈黑色。其成份除了主要的炭以外，還包含了少量的氫、氮、氧，其結構則外形似以一個六邊形，由于不規(guī)則的六邊形結構，確定了其多也體枳及高表面積的特點，每克的活性炭所具的有比表面相當于1000個平方米之多。活性炭吸附裝置就是以活性炭作為介質，利用活性炭自身具有的吸附和脫色能力,去除液體中的雜質，使水質得到凈化。其吸附和脫色能力主要體現(xiàn)在以下幾方面：1、能吸附水中的有機物、細菌、膠體微粒、微生物。2、可吸附氯、氨、溴、碘等非金屬物質。3、可吸附金屬離子，如：銀、砷、鉍、鈷、六價鉻、汞、銻、錫等離子。4、可有效去除色度和氣味?；钚蕴科渲饕且院苛枯^高的物質制成，如木材、煤、果殼、骨、石油殘渣等。而以椰子殼為最常用的原料，在同等條件下，椰殼活性的活性質量及特其它特性是最好的，因其有最大的比表面。活性炭的成本如果按原料計算，最貴的屬椰殼，其次是木質量和煤質，但活性炭的深加工層次可以很多，相同產品的深加工不同也會造成成本的很大差異，客戶主要還是要根據(jù)自己的實際應用情況選擇相對應的活性炭產品。五、活性炭的應用根據(jù)活性炭的吸附特點,活性炭主要用于除去水中的污染物、脫色、過濾凈化液體、氣體，還用于