活性炭厂可行性报告

活性炭厂可行性报告

This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

活性炭厂可行性报告

目录

4

第一章活性炭概述

活性炭是最早被应用的碳质材料，具有独特的孔隙结构和物化性质，表现出吸附能力强、化学稳定性好、机械强度高、使用失效后易再生等特点。作为一种优良的吸附剂及催化剂载体，活性炭在化工、食品、交通、新能源器件、医疗、农业、国防、环境保护等领域的应用越来越广泛。20世纪初期开始工业化生产的活性炭，作为一种主要的工业产品，目前在世界范围内依然保持着不断发展的势头，据安部郁夫介绍，在日本活性炭初期主要用于工业药品及食品等生产过程的脱色、精制；从1970左右年开始，作为处理公害的一种手段，活性炭在处理废气和净化废水方面的用量急剧增加；约在1990年之后，由于大城市及其周围地区自来水水源水质的恶化，开始大量使用煤质颗粒活性炭进行高度的净水处理。随着科学技术的进步和国民经济的发展，特别是近年来各国政府都加强了对环境的保护和治理力度，进一步推动了活性炭的研究与开发，出现了许多具有特殊功能的新型活性炭材料，应用领域也不断扩大，已广泛应用于环境保护、化学工业、交通能源、食品加工、湿法冶金、药物精制、军事化学防护和人们的衣食住行等各个领域，是国民经济和国防建设必不可少的产品。活性炭这一古老而新颖的材料已显示出良好的发展前景。

活性炭是用生物有机物质(例如烟煤、石油、果壳、木屑、果核、竹基、油焦、茶叶残渣、橄榄油废料、稻壳、糠醛渣和农作物秸杆等)经炭化、活化制成的黑色多孔疏水性颗粒，由微晶碳和无定型碳构成，含有数量不等的灰分。活性炭的成分与原材料和制备过程有关，大多数市售的活性炭含碳约90%左右。

第二章活性炭分类

活性炭随着其外观形状、制造方法及用途等不同，有各种各样的名称。从外观形状上分类，市售的活性炭有表2-1中所示的一些名称；表2-2中为以制造方法为基础的活性炭的名称；可表2-3为活性炭以使用的场合，所涉及的范围很广。

表2-1按活性炭的形状分类

表2-2活性炭的主要用途

第三章活性炭的应用及市场前景

3.1活性炭应用

1、溶剂回收

近年来，随着各种工业的发展，使用溶剂的种类也越来越多。以丙酮为首的各种溶剂，如甲苯、二甲苯等芳香族溶剂，醇类、酯类以及甲基乙基甲酮(MEK)、异丁基甲基甲酮(MIBK)等溶剂，在合成纤维与合成树脂工业、印刷业、纸加工业等领域中大量地使用着。同时，各种产业部门还大量地使用着其他各种溶剂。如氟烃类及氯烃类有机化合物，用于进行金属的脱脂洗涤及精密机器制造业中的基盘类洗涤；环己烯酮用于磁记录媒体的制造；二氯甲烷用于制造摄影胶片等。防止这些溶剂在使用过程中蒸发飞散，进行回收及无害化处理，从节约资源或者改善劳动卫生条件、保护地球环境方面来看，是必不可少的事情。

排气中所含的有机溶剂，大多数是在涂布、蒸发及干燥等工序中挥发到空气中的。除了不燃性的溶剂以外，由于受爆炸界限浓度的限制，通常排出时的浓度都在几千ppm（体积）以下。

由于活性炭是比较非极性的物质，对有机质具有很强的亲和性；即使有水分存在，吸附性能下降的也不大；而且比较价廉等原因，它在有机溶剂类的吸附中用的很多。

2、用压力回转吸附法分离气体

用活性炭作为吸附剂的压力回转吸附(Pressure Swing Adsorption。下面简称PSA)法，能够分离精制的气体有：从空气中分离氮气、从发酵气体中分离甲烷、从烟道气中分离二氧化碳、从甲醇分解气体及高炉煤气等分离氢气，以及从作为超低温设备冷媒的废氦气中分离提纯氦气等。

3、气体的吸附贮存

活性炭可用于吸附贮存甲烷等气体。作为在常温及比较低的压力下贮存相当数量气体的手段，可以考虑钢瓶中充填活性炭，使用吸附贮存气体的方法。

4、在空气净化器中的应用

许多产业部门中使用着有机溶剂、臭氧及油烟等有害的化学物质和恶臭物质，并排放至大气中。在这些物质的发生源，为了改善作业环境、保护操作人员的健康等，一般都是通过换气的方法排出到外气之中。用这种换气的方法净化作业室的环境，由于换气会导致作业室空调能量的损失，所以许多作业场所根据调节作业室的温度、湿度的需要，将换气的风量限定在既设的空调设备能力的范围之内，存在着不能充分地发挥作业室净化效果的问题。表3-1中列示了应用吸附剂的空气净化法的概况。

表3-1应用吸附剂的空气净化方法

5、排烟的脱硫、脱硝

关于用活性焦炭进行排烟的脱硫脱硝，己经在发电、焚烧炉、FCC催化剂再生中获得实际使用。但其普及程度依然有限，它的优越性能尚未被人们充分认识到。今后，以强化规定、降低成本，以及根据场合的不同而回收污染物中的资源为课题，在上述领域中进一步进行普及的同时，正期待着应用领域扩大到垃圾的焚烧、小型锅炉、室内净化，以及高速公路的隧道和处理大城市交通过密地区的空气等新领域中。

1、用于水处理

活性炭对水中有机物有卓越的吸附特性。由于活性炭具有发达的细孔结构和巨大的比表面积，因此对水中溶解的有机污染物，如苯类化合物、酚类化合物、石油及石油产品等具有较强的吸附能力。而且对用生物法和其他化学法难以去除的有机污染物，如色度、异臭、亚甲蓝表面活性物质、除草剂、杀虫剂、农药、合成洗涤剂、合成染料、胺类化合物，及许多人工合成的有机化合物等都有较好的去除效果。

活性炭对水质、水温及水量的变化有较强的适应能力，对同一种有机污染物的污水，活性炭在高浓度或低浓度时都有较好的去除效果。活性炭水处理装置占地面积小，易于自动控制，运转管理简单。活性炭对某些重金属化合物也有较强的吸附能力，如汞、铅、铁、镍、铬、锌、钻等。因此，活性炭用于电镀废水、冶炼废水处

理上也有很好的效果。饱和炭可经再生后重复使用，不产生二次污染。可回收有用物质，如处理高浓度含酚废水，用碱再生后可回酚钠盐。

我国沈阳自来水公司1967年用活性炭吸附过滤去除由于工业废水污染引起的地下水的嗅味，取得了较好的效果。也有的单位建造供水5t/d的活性炭吸附过滤罐，对受污染水源水中的嗅味、酚、砷、汞、油等均有较好的去除效果，解决集中供水点的饮水问题。甘肃白银有色金属公司取黄河水作为饮用水源，因取水段受上游石油化工废水的污染，在净水厂原有净水工艺后，1976年增建起了处理量为3万m3 /d的粒状活性炭装置，该套装置并设有直接电流加热再生炉。到目前为至整套装置己连续进行了十几年，使用效果良好。粉状活性炭用于给水净化的实例如表3-2。

表3-2粉状活性炭净化污染水源实例