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活性炭资料

活性炭知识一、简介活性炭是一种多孔的含碳性物质,包含有发达的孔隙结构,是一种非常优良的吸附剂,它是利用木炭、各种果壳椰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。

广泛应用于水处理、气体的分离精制、冰箱的除臭、金属的提取、军事防护和环境保护等各个领域。

二、活性碳的物理、化学性质1、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,确定了其多体积及高表面积的特点,每克的活性炭所具的有比表面相当于1000个平方米之多。

-2、活性炭化学性质稳定,能耐酸、碱,耐高温高压,因此适应性很广。

三、活性炭的吸附原理在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度,再把有机物质杂质吸附到活性炭颗粒内,使用初期的吸附效果很高。

但时间一长,活性炭的吸附能力会不同程度地减弱,吸附效果也随之下降。

如果水族箱中水质混浊,水中有机物含量高,活性炭很快就会丧失过滤功能。

所以,活性炭应定期清洗或更换。

四、活性碳的制备1、制备原料:活性炭可由许多种含炭物质制成,几乎所有含碳材料都可用来制备活性炭,这些物质包括木材、锯屑、煤、焦炭、泥煤、木质素、果核、硬果壳、蔗糖浆粕、骨、褐煤、石油残渣等。

其中煤及椰子壳已成为制造活性炭最常用的原炓。

很适用于气体活化法的原料是木炭、坚果壳炭、褐煤或泥炭制得的焦炭。

2、制备方法:活性炭的制造基本上分为炭化和活化两过程:第一过程,炭化,将原料加热,在170至600℃的温度下干燥,并使原有的有机物大约80%炭化。

第二过程是使炭化物活化,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温度(800至1000℃),除去其中所有可分解的物质,产生丰富的孔隙结构及巨大的比表面积,使活性炭具有很强的吸附能力。

活性炭的制备方法主要分为两大类:物理法和化学法。

2.1物理法:首先对原料进行炭化,即含碳有机物在热的作用下发生分解,非碳元素以挥发分的形式逸出,生成富碳的固体热解产物,然后用水蒸气、二氧化碳或空气等氧化性气体活化,使热解产物形成发达的微孔结构。

优点:物理活化对环境污染小缺点:因其是依靠氧化碳原子形成孔隙结构,故活性炭的收率不高,且活化温度较高,需先进行炭化再活化。

2.2化学法:先用氯化锌、磷酸、硫酸等化学试剂浸渍含碳的原料,然后在一定温度,惰性气体保护下直接得到活性炭优点:化学活化法是炭化活化一次完成,有利于形成尺寸较小的碳微晶,容易形成细的孔隙结构,可以制造出孔隙更发达、吸附性能更好的活性炭,炭的相对得率较高。

缺点:化学活化对设备腐蚀性大,污染环境,其制得的活性炭中残留化学药品活化剂,应用方面受到限制。

3、活化:制造活性炭的关键工艺是活化,可以通过一些物理、化学处理来改变其表面的微孔结构,如孔径、孔容的大小等,或改变活性炭的表面酸、碱性,在炭表面引人或去除某些官能团,使活性炭具有某种特殊的吸附性能和催化特性。

由于所用活化剂的不同,可分为两类方法:(1)用氯化锌或磷酸等化学品为活化剂的化学品活化法;(2)用水蒸气或二氧化碳等为活化剂的气体活化法。

(3)前者称为化学活化法,后者称为物理活化法。

其实两类活化过程都各自质的变化,都是化学变化的过程。

4、后处理去杂:活化时加过催化剂如氯化锌、磷酸、碳酸钾的活性炭常用酸洗或用水洗处理,以减少各种化合物含量。

低灰分活性炭可用水、盐酸或硝酸洗涤,去除一些杂质。

用于精细化学品、药物、催化剂、催化剂载体的活性炭,需要特殊的充分洗涤。

浸渍:活性炭的浸渍是针对特定用途的一种后处理。

五、活性碳的再生所谓再生是指活性炭几乎完全丧失吸附能力,用特殊的方法(物理的或化学的),将吸附在活性炭上的污染物从细孔中去除,而且尽量不破坏活性炭本身的结构,恢复其吸附性能,达到重新使用的目的。

只有再生和重复使用才能使活性炭富有水处理的经济价值。

活性炭再生方法主要有以下几大类:加热再生法、药剂再生法、生物再生法、化学再生法、湿式氧化再生法等粒状活性炭吸附容量耗尽后再生,常用的方法是加热法,废炭烘干后在850°C左右的再生炉内焙烧。

颗粒活性炭每次再生约损耗5~10%,且吸附容量逐次减少。

再生效率对活性炭滤池的运行费用(也就是对水处理成本)影响极大。

果壳颗粒活性炭果壳颗粒活性炭精选优质果壳为原料,以科学配比,超细制粉,高压成型,炭化.活化等工序制得的高品质活性炭,比表面积大、吸附能力强,机械强度高,床层阻力小,化学性能稳定,易再生,经久耐,用具有可涸性等优点,广泛用于饮用水,工业用水和废水的深度净化和各种气体的分离、提纯、净化;有机溶剂回收;制糖、味精、医药、洒类、饮料的脱色除臭等。

技术指标椰壳活性炭采用越南、印尼、菲律宾等国家进口优质椰壳为原料,经炭化、活化、及后期精制等工艺加工而成.产品具有微孔结构发达、吸附速率快、吸附周期短、杂质含量底、表面洁度好、耐磨强度高、棱角圆润、粒度均匀、反复再生使用等独特点。

椰壳活性炭广泛应用于生活饮用水、工业循环水、电厂锅炉循环水、电子工业、饮料、食品工业用水的深度净化处理,对纯净水、高纯水净化有极好的效能;椰壳活性炭对于黄金矿山的炭浆、堆浸法提金工艺.具有耐磨强度好,吸附性能高,使用时间久等特点,对纯净水、高纯水净化有极好的效能。

是饮料工业、啤酒及高级净化水设备的理想材料。

椰壳活性炭对于化工、石化、炼焦、环保等行业的气体分离与回收及对SO2、氯苯、辛烷、己胺、二甲基苯、环己烷、甲醚、甲醛、嗅化氢、二氧化硫、二硫化碳、氯乙烯、甲醇、丙酮、氧化氮等二恶英等工业有害气体的净化处理。

应用于各炼油厂成品油无碱脱硫醇Ⅰ型工艺催化剂(磺化钛氰钴或聚钛氰钴)载体。

技术指标活性炭广泛应用于工农业生产的各个方面,如石化行业的无碱脱臭(精制脱硫醇)、乙烯脱盐水(精制填料)、催化剂载体(钯、铂、铑等)、水净化及污水处理;电力行业的电厂水质处理及保护;化工行业的化工催化剂及载体、气体净化、溶剂回收及油脂等的脱色、精制;食品行业的饮料、酒类、味精母液及食品的精制、脱色;黄金行业的黄金提取、尾液回收;环保行业的污水处理、废气及有害气体的治理、气体净化;以及相关行业的香烟滤嘴、木地板防潮、吸味、汽车汽油蒸发污染控制,各种浸渍剂液的制备等。

活性炭在未来将会有极好的发展前景和广阔的销售市场。

活性炭的用途及种类1、空气净化2、污水处理场排气吸附3、饮料水处理4、电厂水预处理5、废水回收前处理6、生物法污水处理7、有毒废水处理8、石化无碱脱硫醇9、溶剂回收 10、化工催化剂载体 11、滤毒罐 12、黄金提取13、化工品储存排气净化 14、制糖、酒类、味精医药、食品精制、脱色15、乙烯脱盐水填料 16、汽车尾气净化 17、PTA氧化装置净化气体活性炭产品的应用方向及领域◎石化行业无碱脱臭(精制脱硫醇)——重催的精制装置乙烯脱盐水(精制填料)——乙烯装置催化剂载体(钯、铂、铑等)——苯乙烯、连续重整装置水净化及污水处理——上水及下水的深度处理◎电力行业电厂水质处理及保护——锅炉装置◎化工行业化工催化剂及载体、气体净化、溶剂回收、及油脂等的脱色、精制◎食品行业饮料、酒类、味精母液及食品的精制、脱色◎黄金行业黄金提取——适用炭浆法、堆浸法提金工艺尾液回收——金矿的废物利用及环境保护◎环保行业用于污水处理、废气及有害气体的治理、气体净化◎相关行业香烟滤嘴、木地板防潮、吸味、汽车汽油蒸发污染控制,各种浸渍剂液的制备等。

活性炭常用的活化炉的种类1斯列普炉:又称鞍式炉,因其活化带的耐火砖是马鞍型,原为法国专利,20世纪50年代由原苏联引进我国。

后经一系列改进,成为我国目前生产颗粒活性炭的最主要炉型。

活化气体:水蒸气主要优点:连续生产、产量大、质量高、过热蒸汽温度高、稳定、不需外部供热。

主要问题:对原料要求高、造价高、技术要求高、维修费用大。

2焖烧炉:活化气体:燃煤所产生的高温烟道气。

主要优点:简单投资省。

主要问题:耗燃料多、活化不均匀、劳动强度大、粉尘大。

3土耙炉:活化气体:水蒸气(空气)。

主要优点:最简易炉型。

主要问题:得率低、质量不高、原始作坊式、污染环境。

4多管炉:活化气体:水蒸气。

主要优点:不需燃料、稳定、易控制、产量较大。

主要问题:活化不均匀、炭质量不高、过热蒸汽温度低、耐火管易损坏、投资较大。

5回转炉:活化气体:烟道气、水蒸气。

主要优点:连续操作、活化较均匀、适合生产气相活性炭。

主要问题:设备庞大、热效率差、耗燃料、成品质量较低。

斯列普炉(SLEP)活化方法斯列普炉活化方法是一种利于水蒸气和烟道气(CO2)等交替活化的方法。

它具有适用于各种颗粒炭的生产,活化工艺条件稳定,产品质量均匀,吸附性能好,可生产各种高中级活性炭。

其产量高、成本低,可实现机械化自动化操作,不需外加燃料,炉子使用寿命长等优点。

一:斯列普炉的构造斯列普炉主要由炉体、蓄热室、水封、出料器和烟囱等部分组成,该炉是由新华化工厂1956年从前苏联引进,有576个产品道,年产量为1000吨的斯列普炉。

后来国内又设计了一种288产品道,设计年产量为500吨。

后经不断改良,炉型有160、200、336、448、576,活性炭厂家多采用288、366和488产品道的活化炉。

1、炉本体炉本体为方形砖、448个产品道,设计产量为800吨/年,外形尺寸为7008×6032×1200mm,外墙由370mm红砖砌筑,内墙用230mm耐火粘土砖砌筑,内外墙之间充填硅酸铝纤维毡隔热保温。

炉膛正中间用464mm厚的耐火粘土砖墙将炉分为左右两个半炉,两个半炉靠下连烟道(燃烧室),炉心原设计由23种异型耐火粘土砖砌筑,对异型砖进行改进,由15种异型耐火粘土砖砌筑。

448炉型分为10个互相不相通的活化槽,288、336分成8个互相不相通的活化槽。

每个活化槽顶部有一个加料槽给48/36个产品道加料。

活化炉本身自上而下分成四个区段,分别为预热段、补充炭化段、活化段、冷却段。

(1)预热段:预热段由普通耐火粘土砖砌筑。

448炉子预热段设计高度为2000mm,也有1600mm,因为原设计活化段39层异型砖,后来大修时该成43层,但活化炉总高度大修时不能提高,所以预热段从2000mm降为1600mm,预热段高度2000mm,其容积23.3米3,装炭化料14吨;预热段高度1600mm,容积18.64米3,装炭化料11.2吨。

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