活性炭再生问题总结
活性炭再生技术的发展
活性炭再生技术的发展随着活性炭的应用范围日趋广泛,活性炭的回收开始得到了人们的重视。
如果用过的活性炭无法回收,还会对环境造成二次污染。
因此,做好活性炭的回收再利用尤为重要。
活性炭的再生,就是将饱和吸附各种污染物的活性炭经过特殊处理,使活性炭恢复绝大部分的吸附能力,以便重新用于吸附过程,降低生产成本,减少资源的浪费,但是目前所使用的再生技术存在着诸多的不足,亟待发展新的再生技术。
一、传统活性炭再生方法的不足和缺陷传统活性炭再生方法有对热再生法、生物再生法、湿式氧化再生法等,这些方法在热再生法是目前应用最多、工业上最成熟的活性炭再生方法。
特别在处理有机废水后的活性炭在再生过程中应用最为广泛。
热再生法虽然有再生效率高、应用范围广的特点,但在再生过程中,须外加能源加热,投资及运行费用较高。
生物再生法是利用经驯化过的细菌。
解析活性炭上吸附的有机物,并进一步消化分解成H2O和CO2的过程。
生物再生法与污水处理中的生物法相类似,也有好氧法与厌氧法之分。
由于活性炭本身的孔径很小,有的只有几纳米,微生物不能进入这样的孔隙,通常认为在再生过程中会发生细胞自溶现象,即细胞酶流至胞外,而活性炭对酶有吸附作用,因此在炭表面形成酶促中心,从而促进污染物分解,达到再生的目的。
生物法简单易行,投资和运行费用较低,但所需时间较长,受水质和温度的影响很大。
微生物处理污染物的针对性很强,需就特定物质专门驯化。
且在降解过程中一般不能将所有的有机物彻底分解成CO2和H2O2,其中间产物仍残留在活性炭上,积累在微孔中,多次循环后再生效率会明显降低,因而限制了生物再生法的工业化应用。
在高温高压的条件下,用氧气或空气作为氧化剂,将处于液相状态下活性炭上吸附的有机物氧化分解成小分子的一种处理方法,称为湿式氧化再生法。
再生条件一般为200~250℃,3~7MPa,再生时间大多在60min以内。
湿式氧化再生法处理对象广泛,反虚时间短,再生效率稳定,再生开始后无需另外加热。
活性炭的再生及改性进展研究
活性炭的再生及改性进展研究活性炭是一种具有高度孔隙度及表面积的多孔材料,其具有很高的吸附能力。
因此,活性炭已经被广泛应用于净水、净气、废气处理、污水处理和脱色等领域。
然而,随着活性炭的使用,由于其吸附能力逐渐减弱或饱和,活性炭需要进行再生或改性。
活性炭的再生是指通过物理、化学或热处理,将吸附到表面上的有害物质或离子从活性炭上去除,使其恢复到吸附能力较好的状态。
目前,常用的再生方法有热再生、物理再生和化学再生。
其中,热再生是最常用的再生方法之一,其过程是将饱和的活性炭样品装入炉中,用高温热气流清洗,使活性炭中被吸附的污染物脱离并流出,再冷却后即可再次使用。
对于吸附有机污染物的活性炭,物理再生方法可以采用水蒸气、氮气、空气、超声波等来使吸附分子从孔隙中脱离。
而针对吸附无机离子的活性炭,采用酸碱洗脱法可以有效地去除吸附的离子。
近年来,还出现了一些新型的活性炭再生方法,如电弧放电再生、微波再生和超声波再生等。
电弧放电再生是将饱和的活性炭样品放入放电装置中,在高压电场的作用下,电弧在活性炭粉末中产生,使活性炭重新激活;微波再生则是利用微波加热的特点和活性炭的特殊吸波性能进行再生;超声波再生则是在超声波作用下,开启活性炭孔道,使有害物质脱离表面,再用气流进行清洗。
这些新型的再生方法在能耗、工艺和效率方面都较传统方法有一定的优势,但需要进一步的研究和探索。
除了再生方法,还有一些改性方法也可用于提高活性炭的吸附性能或重复利用性能。
其改性方法包括物理改性、化学改性和生物改性等。
物理改性是通过改变活性炭形态或结构、特别是孔径大小和形状来提高其物理性能和吸附性能。
这种方法一般通过氮气吸附-脱附技术或扫描电子显微镜等实验手段进行表征。
化学改性则是通过对活性炭表面进行化学修饰或添加化学物质来改善其吸附性能。
这种方法可以采用化学还原、酸处理等方法来实现。
而生物改性则是利用生物分子或细胞来对活性炭进行表面修饰,以达到改善吸附性能的效果。
活性炭的再生研究
活性炭的再生研究活性炭是一种具有高度孔隙结构和吸附能力的吸附剂,广泛应用于环境治理、水处理、空气净化和化工等领域。
然而,随着使用时间的增长,活性炭的吸附能力逐渐降低。
为了延长活性炭的使用寿命和节约资源,研究人员开始对活性炭的再生进行深入研究。
活性炭再生主要包括物理和化学两种方法。
物理方法主要包括高温热解、蒸汽再活化和微波再活化等。
高温热解是通过加热活性炭,使其内部的吸附物质脱附,从而恢复吸附性能。
蒸汽再活化是在高温高压下,将活性炭暴露在水蒸气中,通过水蒸气的氧化作用来修复其吸附性能。
微波再活化是将活性炭放置在微波辐射场中,通过微波的加热作用来提高吸附性能。
这些方法具有操作简单、成本低廉的特点,对环境友好。
化学方法主要包括酸洗法、碱洗法和氧化法等。
酸洗法通过使用酸性溶液,可以去除活性炭表面的有机物和无机盐,以恢复其吸附性能。
碱洗法则是使用碱性溶液,通过碱性溶液的碱解作用,将吸附在活性炭表面的有机物脱附出来。
氧化法则是使用氧化剂将活性炭表面的有机物氧化分解,从而恢复吸附性能。
这些方法可以有效去除活性炭表面的污染物,并恢复其吸附能力。
除了物理和化学方法,还有一些新兴的再生技术正在逐渐应用于活性炭再生。
例如,电化学再生技术利用电化学反应,通过电解活性炭表面的污染物,从而使活性炭恢复吸附性能。
此外,超声波再生技术利用超声波的机械振动作用,破坏活性炭表面的吸附层,从而实现活性炭的再生。
活性炭再生研究的关键问题是如何增加再生效率和降低能耗。
首先,研究人员可以通过优化再生条件,选择适当的温度、压力和时间来提高再生效率。
其次,可以考虑多种再生方法的组合应用,通过物理和化学方法的联合使用,来增加再生效果。
此外,也可以探索新材料和新技术,在活性炭再生中实现更高效、更节能的方法。
总之,活性炭的再生研究对资源节约和环境保护具有重要意义。
通过物理和化学方法、新兴技术的研究和应用,可以延长活性炭的使用寿命,减少资源浪费。
今后的研究应该进一步深入,解决再生过程中的关键问题,为活性炭再生技术的发展和应用提供更好的支持。
活性炭的再生及改性进展研究
活性炭的再生及改性进展研究一、活性炭再生的意义活性炭再生的目的是为了恢复其吸附性能,延长使用寿命,减少生产成本,节约资源。
活性炭再生不仅可以减少对环境的污染,还可以实现资源的再利用,具有重要的经济和环境效益。
研究活性炭再生技术对于实现清洁生产和循环利用具有重要的现实意义。
二、活性炭再生的方法活性炭再生的方法主要包括物理法、化学法和生物法。
物理法是指采用高温脱附、压力变化等物理手段进行再生;化学法是指采用化学试剂对活性炭进行处理;生物法是指利用微生物对活性炭进行再生。
物理法和化学法是目前应用较为广泛的再生方法。
1. 物理法物理法的再生方法包括高温脱附、换热再生和压力变化等。
高温脱附是指将饱和吸附剂在高温下进行加热,通过升高温度来驱除吸附在活性炭孔隙中的物质,达到再生目的。
换热再生是指利用其他热载体通过热交换的方式来对活性炭进行再生。
而压力变化则是通过改变活性炭所处环境的压力来实现对活性炭的再生。
2. 化学法化学法的再生方法主要包括氧化法、还原法和酸碱法等。
氧化法是指将活性炭暴露在氧化剂中,使其与被吸附的物质发生氧化反应,从而达到再生的目的。
还原法则是指将氧化的活性炭暴露在还原剂中,还原被氧化的活性炭。
酸碱法是指利用酸碱溶液对活性炭进行处理,使活性炭脱附被吸附的物质。
三、活性炭改性的意义活性炭改性的目的是为了提高其吸附性能,扩大其应用领域,增加其使用寿命。
通过对活性炭进行改性处理,可以使其在医药、食品、环保等领域发挥更大的作用。
研究活性炭改性技术对于提高活性炭的使用性能具有重要的意义。
四、活性炭改性的方法活性炭改性的方法主要包括物理改性、化学改性和复合改性。
物理改性是指通过改变活性炭的外部形貌和孔结构来提高其吸附性能。
化学改性是指利用化学方法改变活性炭的表面性质和化学成分,以提高其吸附性能。
复合改性则是指通过将活性炭与其他吸附材料或催化剂进行复合,以提高其吸附性能。
2. 化学改性化学改性的方法主要包括氧化改性、硫化改性和氮掺杂改性等。
活性炭中氟苯尼考回收总结报告
废弃活性炭的综合利用总结
一.概述
在氟苯尼考生产中用于脱色的活性炭,吸附大量的有毒有害物质,这些有毒活性炭直接抛弃长期堆积会对生态环境造成破坏,伤害身体健康。
化工安全生产也将这类废弃物视为危险源,必须进行无害化处理。
因此,我们从资源再生循环利用方面着手,考虑将废弃活性炭进行活化处理,即可将在生活性炭重复利用,用可从活性炭重回收一定量的产品。
我们通过小试摸索、反复验证,最终得到了理想的回收方法,小试收率可达到10%,用于大生产的平均收率为8.5%,获得了相当高的经济回报。
二.废活性炭中氟苯尼考回收工艺方框图:
三.回收成本及经济效益分析:
由上表可以看出,每100kg活性炭可以回收8.5kg氟苯尼考,平均收率8.5%,用电67度,可活化活性炭90kg,损失异丙醇65kg。
现有废活性炭3.0吨。
回收完可得255kg氟苯尼考,除去电和异丙醇的损失,可创经济效益约15万元。
四.结论:
废活性炭的回收利用,虽然项目不大,就我公司而言是典型的资源再生循环利用经济,即创造了效益、降低了消耗,又防止了对生态环境的污染,具有经济效益和社会效益的双重意义。
经济效益:1.回收了目前废弃的3吨活性炭,一平均收率8.5%计可回收255kg氟苯尼考,创经济效益15万元。
2.折合到每批计。
相当于提高收率的0.43%,即今后每批氟苯尼考生产成本降低约3000元。
3.活性炭再生重复利用,可减少活性炭的消耗。
社会效益:避免了每年几十吨的活性炭对环境的污染。
活性炭的再生及改性进展研究
活性炭的再生及改性进展研究1. 引言1.1 活性炭的再生及改性进展研究活性炭是一种常用的吸附剂,在环保和水处理领域有着广泛的应用。
随着使用时间的增长,活性炭会逐渐失去吸附性能,需要进行再生或改性以恢复其吸附性能。
活性炭的再生及改性进展研究是当前研究的热点之一,通过对活性炭再生技术和改性方法的探索,可以提高活性炭的吸附效率,并延长其使用寿命。
在活性炭的再生技术研究方面,主要包括热再生、化学再生、生物再生等方法。
热再生是目前应用最广泛的再生技术之一,通过高温使废弃的活性炭中的吸附物质挥发分解,达到再生的目的。
化学再生则是利用化学溶剂或氧化剂将吸附在活性炭上的有机物去除,而生物再生则是通过微生物降解有机物,使活性炭恢复吸附性能。
而在活性炭的改性方法探讨中,主要包括物理改性、化学改性和表面改性等方法。
物理改性通常是通过改变活性炭的孔径结构或比表面积来提高其吸附性能,化学改性则是通过在活性炭表面引入功能基团或进行表面修饰来增强活性炭的吸附性能。
表面改性则是利用纳米技术等手段对活性炭表面进行修饰,增强其吸附性能和选择性吸附能力。
通过对活性炭的再生技术和改性方法进行综合研究,可以提高活性炭吸附性能,减少其对环境的污染,同时也能为环境保护和水处理领域带来更多的新机遇和发展空间。
2. 正文2.1 活性炭的再生技术研究活性炭的再生技术研究是关于如何有效地恢复和重复利用已经使用过的活性炭材料的技术方法。
活性炭是一种具有极高比表面积和吸附性能的材料,在吸附有机物和重金属等污染物方面具有广泛的应用。
目前,活性炭的再生技术主要包括热再生、溶剂再生、化学再生和微波再生等几种方法。
热再生是目前应用最广泛的一种再生技术,通过高温处理活性炭可以恢复其吸附性能,但会降低其使用寿命。
溶剂再生则是利用溶剂将吸附在活性炭上的有机物溶解出来,再进行脱溶剂处理,使活性炭重新恢复吸附性能。
化学再生是通过化学方法将活性炭表面的吸附物去除,如氧化法、还原法等。
活性炭的再生及改性进展研究
活性炭的再生及改性进展研究活性炭是一种具有优良吸附性能的材料,广泛应用于气体净化、水处理、脱硫脱氮等领域。
随着活性炭使用时间的增长,其吸附性能逐渐减弱,导致使用寿命缩短。
为了解决活性炭使用寿命以及资源浪费的问题,研究人员开始对活性炭进行再生和改性的研究。
活性炭的再生主要包括热解再生、酸洗再生和微生物再生等方法。
热解再生是最常用的方法之一,通过高温处理活性炭,使其表面的污染物和吸附物质脱附,从而恢复其吸附能力。
酸洗再生是利用酸溶液对活性炭进行处理,溶解表面的污染物,然后用水洗涤,使其恢复吸附性能。
微生物再生是利用活性炭上生长的微生物降解吸附物质,使其重新获得吸附能力。
这些再生方法虽然能够恢复活性炭的吸附性能,但也存在一定的限制,如再生效果不稳定、再生成本高等问题。
为了改善活性炭的吸附性能,研究人员还进行了一系列的改性研究。
常见的改性方法包括物理改性和化学改性。
物理改性主要通过改变活性炭的孔径和表面形貌来提高其吸附性能。
采用高温处理、压缩和活化等方法可以增加活性炭的孔隙度和比表面积,从而增强其吸附性能。
化学改性主要是通过在活性炭表面引入功能基团或进行表面修饰,改变其化学性质来提高吸附性能。
常见的化学改性方法包括氧化改性、硝化改性、硫化改性等。
这些改性方法能够显著改善活性炭的吸附性能,提高其对特定污染物的吸附选择性。
近年来,还出现了一些新型的活性炭再生和改性技术。
采用超临界流体提取技术可以高效地去除活性炭表面的吸附物,使其再生效果更好。
利用纳米材料修饰活性炭表面可以提高其吸附性能,并增加其应用范围。
利用天然有机物对活性炭进行改性,可以提高其抗氧化性、抗高温性和抗湿度性,从而延长其使用寿命。
这些新型技术为活性炭的再生和改性提供了新的途径和思路。
活性炭的再生和改性研究对于延长其使用寿命、提高吸附性能具有重要的意义。
虽然目前已经取得了一些进展,但仍然存在一些问题和挑战,如再生效果的不稳定、再生成本的高昂等。
活性炭的再生及改性进展研究
活性炭的再生及改性进展研究活性炭是一种具有丰富表面积和孔隙结构的多孔性材料,具有很强的吸附性能,因此在各种领域得到了广泛的应用,如环境保护、水处理、医药和食品工业等。
活性炭在使用过程中会受到污染和饱和,导致吸附性能下降,因此需要进行再生或改性以保持其吸附性能。
本文将针对活性炭的再生及改性进展进行研究综述,以期为相关领域的研究和应用提供参考。
一、活性炭的再生方法活性炭的再生主要是指将已被使用过的活性炭通过一系列物理或化学方法进行处理,使其重新获得较好的吸附性能,延长其使用寿命。
目前常用的再生方法主要包括热再生、气相再生、溶剂再生和微生物再生等。
1. 热再生热再生是指将已饱和吸附物的活性炭放置在高温下,通过热解或氧化的方式将吸附在活性炭表面的物质热解或氧化脱附出来,从而实现活性炭的再生。
热再生的温度、时间和气氛条件对再生效果起着决定性的作用。
研究表明,热再生可以有效地去除活性炭上的有机物,但对于一些无机物质的再生效果不佳。
气相再生是指通过将已饱和吸附物的活性炭暴露在气体流中,利用气相传质的方式来将吸附在活性炭表面的物质逐渐脱附出来,从而实现再生。
气相再生常用的气体有空气、蒸汽、氮气等。
气相再生的优点是操作简便、无二次污染,但对于一些难挥发物质的再生效果较差。
溶剂再生是指将已饱和吸附物的活性炭放置在适当的溶剂中进行浸泡或洗涤,以溶解固定在活性炭表面的污染物质,实现再生。
溶剂再生通常采用的溶剂有醇类、酮类、醚类等。
溶剂再生的优点是能够有效去除一些难以在热处理或气相传质条件下脱附的污染物质,但对于一些高温不稳定的污染物质不适用。
4. 微生物再生微生物再生是指将已饱和吸附物的活性炭暴露在一定的微生物作用条件下,利用微生物对吸附物质进行降解或转化,从而实现再生。
微生物再生的优点是操作简单、无二次污染,但对于一些难以降解的有机物或无机物质效果不佳。
活性炭的改性是指通过物理或化学手段对活性炭进行处理,改变其表面性质和孔隙结构,以增强其吸附性能或赋予其特定的功能。
活性炭再生技术概括
活性炭再生及新技术研究活性炭在水处理运行中存在使用量大、价高的问题,其费用往往占运行成本30%-45%。
用过的活性炭不经处理即行废弃,不仅对资源是很大的浪费,还将造成二次污染。
因此,将用过的饱和炭进行再生具有显著的经济价值。
活性炭再生(或称活化),是指用物理或化学方法在不破坏活性炭原有结构的前提下,将吸附于活性炭微孔的吸附质予以去除,恢复其吸附性能,达到重复使用目的。
1 活性炭再生的几种方法1.1 药剂洗脱的化学法对于高浓度、低沸点的有机物吸附质,应首先考虑化学法再生。
(1)无机药剂再生。
是指用无机酸(硫酸、盐酸) 或碱(氢氧化钠)等药剂使吸附质脱除,又称酸碱再生法。
例如吸附高浓度酚的炭,用氢氧化钠溶液洗涤,脱附的酚以酚钠盐形式被回收,再生工艺流程见图1。
吸附废水中重金属的炭也可用此法再生,这时再生药剂使用HCl等。
图1 吸附酚的饱和炭无机药剂再生工艺流程(2)有机溶剂再生。
用苯、丙酮及甲醇等有机溶利,萃取吸附在活性炭上的吸附质。
再生工艺流程见图2。
例如吸附高浓度酚的炭也可用有机溶剂再生。
焦化厂煤气洗涤废水用活性炭处理后的饱和炭也可用有机溶剂再生。
图2 有机溶剂再生工艺流程采用药剂洗脱的化学再生法,有时可从再生液中回收有用的物质,再生操作可在吸附塔内进行,活性炭损耗较小,但再生不太彻底,微孔易堵塞,影响吸附性能的恢复率,多次再生后吸附性能明显降低。
1.2 生物再生法利用经过驯化培养的菌种处理失效的活性炭,使吸附在活性炭上的有机物降解并氧化分解成CO2 和H2O,恢复其吸附性能,这种利用微生物再生饱和炭的方法,仅适用于吸附易被微生物分解的有机物的饱和炭,而且分解反应必须彻底,即有机物最终被分解为CO2和H2O,否则有被活性炭再吸附的可能。
如果处理水中含有生物难降解或难脱附的有机物,则生物再生效果将受影响。
生物再生试验流程见图3。
吸附试验时4柱串联运行,再生运行时4柱并联操作。
近年来利用活性炭对水中有机物及溶解氧的强吸附特性,以及活性炭表面作为微生物聚集繁殖生长的良好载体,在适宜条件下,同时发挥活性炭的吸附作用和微生物的生物降解作用,这种协同作用的水处理技术称为生物活性炭(Biological Activated Carbon,BAC)。
活性炭的再生及改性进展研究
活性炭的再生及改性进展研究活性炭广泛应用于环境保护、工业生产和医药行业等领域,但其寿命有限,一旦达到饱和状态就需要更换,造成了资源的浪费。
因此,如何延长活性炭的使用寿命,提高其再生率,是当前研究领域中的热点问题。
本文就活性炭的再生及改性进展研究进行介绍。
一、活性炭的再生活性炭的再生分为物理再生和化学再生两种方式。
物理再生是将饱和的活性炭经过热解、干燥、冷却等一系列物理处理后,使其恢复活性和吸附能力。
物理再生的优点是操作简便、投资成本低、回收效率高,但其缺点也很明显,再生后的活性炭与新鲜活性炭相比,吸附能力和性能略有降低。
化学再生是将饱和的活性炭通过化学反应进行修复,恢复其吸附能力。
化学再生的优点是能够将多种污染物去除,恢复吸附性能更为彻底。
但其缺点是操作复杂,投资成本较高。
比如采用酸碱或氧化还原法对活性炭进行再生,这种方法具有十分显著的效果。
在活性炭的再生过程中,为了提高其吸附能力,除了采用再生方法外,还可以进行活性炭的改性,使其具有更好的吸附性能和选择性。
改性的方法主要有以下几种。
1. 化学改性化学改性方法是指利用化学物质对活性炭表面进行处理,改变其表面单元的结构,从而改善其性能。
常见的化学改性方法有氧化、还原、酸碱法等。
2. 物理改性物理改性是指通过物理力学方式进行改性,使活性炭的物理结构发生变化,从而提高其吸附效率。
常见的物理改性方法有全球均化、超声波处理、离子注入等。
3. 合成改性合成改性是指采用不同的添加剂与活性炭进行反应,制备新型功能活性炭。
这种方法适用于很多特定场合,如高效催化、分离等。
但是合成改性方法的投资成本比较高,同时制备的样品难以再现。
总之,活性炭的再生和改性方法在工业、环境污染治理等领域具有广泛的应用前景。
需要进一步的研究探索、深入分析、优化改进,为人类的环保、节能、减排做出更大的贡献。
如何让废活性炭起死回生!
如何让废活性炭起死回生!废活性炭是一种吸附材料,用于去除水和空气中的污染物。
由于长时间使用或不当保养,活性炭会失效,降低吸附能力。
然而,并不意味着废活性炭不能恢复其吸附能力。
以下是一些方法,可以帮助废活性炭恢复其吸附性能。
1.物理修复方法:a.筛分:使用一组不同孔径的筛子对废活性炭进行筛分,以去除堵塞或吸附物质。
这可以帮助恢复活性炭的孔隙结构和表面积。
b.热处理:通过热处理活性炭可以去除吸附物质,如有机污染物。
活性炭通常在高温下被活化制备,因此高温可以帮助将吸附物质从活性炭孔隙中蒸发出来。
c.水洗:使用清水或者化学试剂来洗涤活性炭,从而去除吸附物质。
这种方法适用于对过滤材料进行修复。
d.冲洗:通过对废活性炭进行冲洗,使用水或气体流动来去除吸附物质,帮助恢复活性炭的孔隙结构和吸附能力。
2.化学修复方法:a.酸洗:使用稀酸溶液(如盐酸或硫酸)浸泡废活性炭,以去除堵塞的孔隙或吸附物质。
酸洗也有助于恢复活性炭的吸附性能。
b.碱洗:使用稀碱溶液(如氢氧化钠)浸泡废活性炭,以去除吸附物质。
碱洗还可以帮助修复活性炭的孔隙结构和吸附能力。
c.氧化:将废活性炭暴露在氧化剂(如过氧化氢或高氧气压氧化)下,可以帮助去除吸附物质。
氧化还可以改善活性炭的表面特性,提高其吸附性能。
3.热再活化方法:a.热氧化再生:将废活性炭暴露在高温和氧气气氛下,以将吸附物质燃烧掉。
这可以帮助恢复活性炭的吸附能力。
b.热蒸汽再生:活性炭可以通过暴露在高温下的蒸汽中,使吸附物质挥发出来,从而恢复其吸附能力。
4.微生物修复方法:a.微生物降解:使用特定的微生物菌株,如细菌或真菌,来降解活性炭上的吸附物质。
这种方法可以帮助恢复活性炭的吸附性能,并且不产生二次污染。
无论使用哪种修复方法,都需要在实际操作中根据废活性炭的具体情况进行。
不同类型的污染物需要不同的修复方法,因此需要进行系统的实验和测试,以确定最佳的修复方法。
此外,正确的操作和保养活性炭也是重要的,以确保其长期稳定的吸附能力。
活性炭行业在发展中存在的问题及解决方法[整理]
活性炭在净水行业中得到了很大的发展,材料的紧张就会影响活性炭行业的发展的步伐。
1、活性炭行业无序建厂、内耗严重。
由于企业建设中没有管理部门的统一规划、协调,部分企业处于盲目发展中。
生产厂几年内就由原来的几家发展到五十多家,且大部门是仓促投产的小企业,只能生产低档次的普通产品,严重地浪费了资源,同时也造成了市场的混乱。
2、优质原材料供应紧张。
作为生产活性炭的主要原材料--精煤,目前已经出现供应紧张的现象,大量开采的优质活性炭生产用煤,被用作动力煤,大量被烧掉,适合做活性原煤赿来赿少,活性炭的竞争优势将赿来赿少。
3、产品科技含量低。
大同活性炭工业在技术开发方面较落后,生产的产品档次低,普通炭居多,科技含量低,产品用途单一,造成了原材料的大量浪费。
4、环境污染严重。
目前专门生产半成品一炭化料的工厂,由于资金短缺,设备简陋,烟气不作处理,特别是坑烧的料更是黄烟漫天,环境污染严重。
我们应加快解决活性炭原材料的问题:1、召开专门的活性炭原材料座谈会,制定措施,限制盲目开采,对资源进行合理的保护。
制定活性炭行业准入仙制,避棉优质资源的浪费。
2、在活性炭生产工艺技术方面加大高新技术的开发应用,突破单一原材料的限制,增加可持续利用资源的来源。
3、发展规模化生产,便于采用先进的环保技术,达到清洁生产。
具体措施;1、利用配煤技术。
利用各煤种的不同特性,使用多品种的原煤通过科学合理的配比,达到调整活性炭产品孔隙结构的目的,从而生产出科技含量高、附加值高、市场应用前景广的成型活性炭产品。
2、在生产工艺上,采用低温预氧化技术,研究原材料炭化的新工艺。
同时寻找更多的煤种,利用低温预氧化技术,突破其难以活化的束缚,从而生产出高附加值的破碎活性炭产品。
3、依据活性炭主要是利用碳结构的特性,采用其他非煤含碳材料如:糠醛废渣、玉米轴、果木技、果壳等,通过先进的加工技术,生产高品质的木质活性炭,丰富活性炭的品种。
4、在有污染的炭化生产工序应用成熟的高温焚烧技术、尾气净化除焦技术、余热锅炉利用节能技术,达到活性炭企业的清洁生产。
活性炭再生问题总结
1、活性炭来源活性炭产品种类很多,按生产原料不同可分为:煤基活性炭、木质活性炭、果壳活性炭和、合成活性炭等。
一般活性炭产品的比表面积可达500-1200m2/g.按孔径分:国际纯粹与应用化学联合台(IuPAcl972)依据不同尺寸孔限中分子吸附的不同,将孔分为三类:w>50nm的为大孔2nm<W<50nm的为中孔;w<2nm的为微孔。
2、活性炭再生a)必要性活性炭再生是活性炭制备的重要组成之一。
活性炭使用一段时间后会吸附饱和,从而丧失吸附能力成为“废炭”。
若直接将吸附饱和的炭丢弃不仅会增加应用成本,还可能会导致二次污染,因此从经济和环保两方面考虑,活性炭的“再生”意义重大。
b)方法分类及其优缺点●热再生法热再生法虽然有再生效率高、应用范围广的特点,但在再生过程中,须外加能源加热,投资及运行费用较高。
●生物再生法●催化再生法●微波再生法c)具体工艺(微波再生,重在流程)活性炭补充:微波再生(机器约30万一台)是在热再生法的基础上发展起来的新型活性炭再生技术到达一定温度(一般高于 1 000℃)后活性炭表面酸性基团基本分解完毕,此时的活性炭化学吸附能力不会再有明显提高,但继续升温会导致孔道不断变小,从而导致吸附能力下降,因此一味提高改性温度是不经济也是不合理的.4. 1微波对活性炭的改性作用首先活性炭是一种很好的微波吸收材料[54],它的吸附性能主要由它的孔隙结构和表面化学性质决定,活性炭本身能够有效地吸收微波能量,会烧失一部分炭成分,从而使活性炭的孔径扩大。
另外,在微波的辐射下,体系温度迅速升高,以致活性炭孔道中吸附焦化废水的有机物由于在高温挥发或炭化分解,最终矿化产生CO2、水蒸气等气体重新造孔,从而使活性炭恢复到原来的吸附活性,再次吸附物质,即活性炭再生[55-57]微波再生的活性炭接近于单层吸附,原因是微波使活性炭的孔容发生变化的主要是中孔,这些再生的中孔有利于焦化废水中的小分子物质进入活性炭内部; 其次,微波辐射对活性炭表面结构也有一定的影响: 酸性官能团、酚羟基和羧基大量减少,碱性官能团增加,这些变化均有利于物质的吸附4. 2微波与活性炭协同作用微波-活性炭处理效果并不是微波处理效果和活性炭处理效果的简简单单加成。
活性炭的再生及改性进展研究
活性炭的再生及改性进展研究活性炭是一种非常重要的吸附材料,主要应用于广泛的工业和环境领域。
然而,由于其吸附饱和后的再生难度和成本高昂,影响了其持久性能的应用。
为了解决这些问题,近年来,进行了许多研究,采用了新的再生和改性方法,以提高活性炭的再生效率和性能。
一种常见的活性炭再生方法是热解法。
热解法主要是通过加热活性炭,释放有机物质,恢复其吸附性能。
通过热解法再生的活性炭可以达到95%以上的吸附性能恢复率,但这种方法存在能源消耗大、再生效率低等缺点。
因此,为了提高再生效率,近年来还开展了很多新方法,如化学再生、电化学再生、微波再生、交流电场再生等。
化学再生方法利用化学药剂来清洗吸附介质表面,来除去多余的污染物,在一定程度上可以提高活性炭的再生效率。
电化学再生则是通过电特性来再生活性炭,可以有效地减少再生过程的成本和能源消耗,同时做的过程也相对较简单。
微波再生,则是利用微波的加热能力来加速有机污染物的蒸发和分解,从而实现更快速的活性炭再生过程。
另外,交流电场再生是一种基于交流电场的再生方法,可以提高活性炭的再生效率,同时也实现外部控制的再生过程。
除了再生方法的改进,活性炭的改性也是近年来研究的一个热点。
这些改性措施旨在改善活性炭的吸附性能、增加其表面积和孔径大小,编辑活性炭的重量和结构等。
比较常用的改性方法包括物理改性和化学改性。
物理改性可以通过改变活性炭的热处理温度、烷基化、氧蚀、返还等方法来改变其表面化学特性,从而提高其吸附性能。
而化学改性则是通过改变活性炭表面的化学性质,利用物化学反应来改变其孔隙结构和性质。
化学改性一般是通过酸、碱、氧化剂等进行改性。
通常,采用碱性改性可使活性炭孔径增大,表面积增加;氧化改性可增强活性炭的表面亲水性,并增加其活化程度;酸性改性可以改变活性炭表面官能团的分布,同时提高其孔隙特性.总体来讲,活性炭的再生及改性技术,是有助于减少其再生成本,提高其再生效率和性能,增加其环保贡献的。
活性炭的再生
1、活性炭的再生的意义
活性炭的吸附是物理作用,因此可以用高
残留碳化物与氧化性气体的反应式如下: C + O2 → CO2↑ C + H2O → CO↑+H2↑ C + CO2 → 2CO↑
高温再生过程中,氧对活性炭的基质影 响很大,因此必须采用带有密封性能好的炉 型在微正压条件下运行。过量的给氧将使活 性炭烧损灰化,而过低的氧量又将影响炉内 温度和再生效果。因此,一般的高温加热再 生炉内对氧必须严格控制,余氧量小于1%, CO含量为2.5%左右,水蒸汽注入量为0.2-1 kg/kg活性炭(根据炉型确定)。
p494
同济大学以苯酚吸附等温线的变化为评价标准, 系统地研究了活性炭湿式氧化再生过程中的主 要影响因素,并从理论上探讨了其规律性;探 讨了各主要因素之间的协同作用;考察了饱和 炭多次循环再生的可能性。 实验获得的活性炭最佳再生条件为: 再生温度230 ℃,再生时间1h,加炭量15 g, 加水量300mL,充氧20.6MPa。再生效率达到 (45±5)% ,经5 次循环再生,其再生效率仅 下降3%。 活性炭表面微孔的部分氧化是再生效率下 降的主要原因。
3、催化湿式氧化法
传统湿式氧化法再生效率不高,能耗较大。 再生温度是影响再生效率的主要原因,但提 高再生温度会增加活性炭的表面氧化,从而 降低再生效率。因此,人们考虑借助高效催 化剂,采用催化湿式氧化法再生活性炭。 同济大学水环境控制与资源化研究国家重点 实验室的科研人员正在开展此方面的研究。
活性炭的再生及改性进展研究
活性炭的再生及改性进展研究活性炭是一种重要的吸附材料,被广泛应用于水处理、空气净化、冶金等领域。
其吸附量和吸附效率与其表面结构、孔径结构及表面活性有关。
一般来说,活性炭能够在一定范围内重复使用,但长时间使用后其吸附性能会逐渐降低,需要进行再生和改性。
活性炭再生技术活性炭再生是一种将废弃的活性炭重新处理,使其恢复到与新活性炭相似的性质的过程。
这可以减少环境污染的产生,降低生产成本,同时延长活性炭的使用寿命。
目前常用的活性炭再生方法包括物理法、化学法和热法等。
1. 物理法:物理法是通过各种物理手段来除去废活性炭上的吸附污染物,其中包括水蒸气再生法、空气吹扫法和真空吸附法等。
其中,水蒸气再生法是最常用的再生方法之一,其原理是使废活性炭通过高温水蒸汽来溶解和去除吸附在其表面的污染物。
然后,在150℃左右的温度下将其干燥,即可重新使用。
这种方法具有环保、经济、可靠等优点,但不能对吸附剂的表面进行活化处理。
2. 化学法:化学法是将化学试剂引入废弃活性炭孔道内,使其与吸附剂表面上的污染物发生反应,分解其与活性炭之间的物理吸附作用,从而达到除污效果的目的。
常用的化学试剂包括酸、碱、盐、氧化剂等。
虽然该方法可以很好地除去吸附污染物,但同时也破坏了活性炭表面的结构,影响了活性炭的再生能力。
3. 热法:热法是通过在高温条件下热处理废弃活性炭来使其脱除吸附在其孔道内的污染物。
一般来说,温度在500℃以上时,吸附剂表面上的污染物可以大量脱除。
但是,该方法需要高温下进行处理,设备成本较高。
活性炭改性是指通过改变活性炭的结构或添加其他化合物,使其表面性质得到改善,从而提高其吸附性能和稳定性的过程。
常用的活性炭改性技术包括物理改性、化学改性和生物改性等。
1. 物理改性:物理改性是通过改变活性炭的表面形貌或孔道结构来提高活性炭的吸附性能。
常用的物理改性方法包括加热处理、机械球磨、超声波处理、辐射处理等。
其中,加热改性是最常用的方法之一,可将活性炭表面的极性官能基转化为亲脂性官能基,提高其吸附能力。
活性炭的再生
活性炭目前在环境保护,工业与民用方面己被大量使用,并且取得了相当的成效,然而活性炭在吸附饱合被更换后,使用单位均将其废弃,掩埋或烧掉,造成资源的浪费和对环境的再污染。
活性炭吸附是一个物理过程,因此还可以采用高温蒸汽将使用过的活性炭内之杂质进行脱附,并使其恢复原有之活性,以达到重复使用的目的,具有明显的经济效益。
再生后的活性炭其用途仍可连续重复使用及再生。
活性炭再生技术的发展随着活性炭的应用范围日趋广泛,活性炭的回收开始得到了人们的重视。
如果用过的活性炭无法回收,除了每吨废水的处理费用将会增加0.83~0.90元外,还会对环境造成二次污染。
因此,活性炭的再生具有格外重要的意义。
1传统活性炭再生方法1.1热再生法热再生法是目前应用最多,工业上最成熟的活性炭再生方法。
处理有机废水后的活性炭在再生过程中,根据加热到不同温度时有机物的变化,一般分为干燥、高温炭化及活化三个阶段。
在干燥阶段,主要去除活性炭上的可挥发成分。
高温炭化阶段是使活性炭上吸附的一部分有机物沸腾、汽化脱附,一部分有机物发生分解反应,生成小分子烃脱附出来,残余成分留在活性炭孔隙内成为“固定炭”。
在这一阶段,温度将达到800~900°C,为避免活性炭的氧化,一般在抽真空或惰性气氛下进行。
接下来的活化阶段中,往反应釜内通入CO2、CO、H2或水蒸气等气体,以清理活性炭微孔,使其恢复吸附性能,活化阶段是整个再生工艺的关键。
热再生法虽然有再生效率高、应用范围广的特点,但在再生过程中,须外加能源加热,投资及运行费用较高。
1.2生物再生法生物再生法是利用经驯化过的细菌,解析活性炭上吸附的有机物,并进一步消化分解成H2O和CO2的过程。
生物再生法与污水处理中的生物法相类似,也有好氧法与厌氧法之分。
由于活性炭本身的孔径很小,有的只有几纳米,微生物不能进入这样的孔隙,通常认为在再生过程中会发生细胞自溶现象,即细胞酶流至胞外,而活性炭对酶有吸附作用,因此在炭表面形成酶促中心,从而促进污染物分解,达到再生的目的。
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活性炭产品种类很多,按生产原料不同可分为:煤基活性炭、木质活性炭、果壳活性炭和、
合成活性炭等。一般活性炭产品的比表面积可达500-1200m2/g.
按孔径分:
国际纯粹与应用化学联合台(IuPAcI972)依据不同尺寸孔限中分子吸附的不同,将孔分为三类:
w>50nm的为大孔
2nm<W<50nm的为中孔;
微波对活性炭的改性作用
首先活性炭是一种很好的微波吸收材料]54],它的吸附性能主要由它的孔隙结构和表
面化学性质决定,活性炭本身能够有效地吸收微波能量,会烧失一部分炭成分, 从而使活性
炭的孔径扩大。另外,在微波的辐射下,体系温度迅速升高,以致活性炭孔道中吸附焦化废 水的有机物由于在高温挥发或炭化分解,最终矿化产生C02、水蒸气等气体重新造孔,从而
在
这种情况下,会有一部分孔道因收缩而失去吸附能
力,从而导致高温改性的活性炭物理吸附能力的下
降,但由于高温改性会增加碱性基团的含量,因此相
应的化学吸附能力会有所提高•
结果证明,微波再生后活性炭
吸附能力大于电炉再生(电热再生)后活性炭的吸附能力;
微波活性炭再生设备(Phone5)与常规电热再生进行了比较,结果证明,微波再生后活性炭可保持较 强的吸附能力,而电炉再生后活性炭的吸附能力则大幅降低。
w<2nm的为微孔。
2、活性炭再生
a)必要性
活性炭再生是活性炭制备的重要组成之一。活性炭使用一段时间后会吸附饱
和,从而丧失吸附能力成为“废炭”。若直接将吸附饱和的炭丢弃不仅会增加
应用成本,还可能会导致二次污染,因此从经济和环保两方面考虑,活性炭的
“再生”意义重大。
b)方法分类及其优缺点
热再生法
热再生法虽然有再生效率高、应用范围广的特点,但在再生过程中,须外
使活性炭恢复到原来的吸附活性,再次吸附物质,即活Байду номын сангаас炭再生[55-57:微波再生的活性
炭接近于单层吸附,原因是微波使活性炭的孔容发生变化的主要是中孔,这些再生的中孔有
利于焦化废水中的小分子物质进入活性炭内部;其次,微波辐射对活性炭表面结构也有一定
的影响:酸性官能团、酚羟基和羧基大量减少,碱性官能团增加,这些变化均有利于物质的 吸附
4.2
微波与活性炭协同作用
微波-活性炭处理效果并不是微波处理效果和活性炭处理效果的简简单单加成。而是难
降解的有机物分子在热运动的作用下,被吸附在活性炭的表面,随着微波辐射的作用,在温
度在1000C左右的活性中心上,被活性炭迅速热解氧化。即微波和活性炭协同作用的处 理效果远远大于先微波后活性炭吸附处理的效果或者先活性炭吸附再微波处理的效果。
加能源加热,投资及运行费用较高。
生物再生法
催化再生法
微波再生法
c)具体工艺(微波再生,重在流程)
度(一般高于1 000C)后活性炭表面酸性基团基本分解完毕,此时的活性炭化学吸附能力不会
再有明显提高,但继续升温会导致孔道不断变小,从而导致吸附能力下降,因此一味提高改性 温度是不经济也是不合理的•
4.1