木焦油活性炭的主要特点就是多孔结构,比表面积大,有吸附性。
木焦油活性炭种类繁多,可根据尺寸、制备方法和工业应用,进行广泛分类:粉状活性炭(RI,PAC)、粒状活性炭(GAC)、珠状活性炭(BAC)、挤压活性炭(EAC)、浸渍活性炭和聚合物涂层活性炭、活性炭纤维(ACF)。按照原料来源,可分为木质活性炭、兽骨、血炭、矿物质原料活性炭、其它原料活性炭以及再生活性炭。按照活化方法可分为化学法活性炭(化学炭)、物理法活性炭、化学-物理法活性炭、物理-化学法活性炭。
在美国,活性炭已应用于乳腺癌、胃癌、食道癌及直肠癌等恶性肿瘤的手术和介入治疗中。应用活性炭吸附不同药物,选择性在癌细胞存在部位让高浓度药剂长时间分布。由于药物吸收在活性炭中,有利于它附着在癌组织表面发挥疗效,从而比使用药物水溶液对人体的副作用要小。活性炭具有优良吸附性能的同时还对淋巴系统具有特异趋向性,因此可将淋巴结染黑,指导淋巴结的清除。
化学工业中存在的主要问题之一是如何从空气中分离出氧气,用活性炭特异性吸附以实现氧气分离的研究早有报道。如通过化学蒸气沉积法对活性炭的孔径进行定向调控,制备成具有分子筛性能、孔径均匀分布的活性炭,对空气中氧气进行分离富集。该技术在国外已有商业化应用。
锂离子电池通过使用活性炭作为负极材料,代替充电反应存在问题的金属锂负极,保留了一次锂电池(原电池,不能充电)能量密度大、电压高的优点,同时大大提高了循环使用寿命和安全性能,形成性能优良的二次锂电池(可充电)。
木焦油活性炭在回转炉内的滞留时间可以通过回转速度来调节。对于外热式回转炉而言,由于耐热金属的原因,温度的调节范围比较窄。对于内热式回转炉,由于受炉内再生气体的组成与流速的限制,通入的水蒸气量也有一定的限制。因此,关于活性炭性能的恢复状况问题要根据回转炉的实际情况,用改变加料量等方法进行调节。
为了防止再生尾气的二次污染,对尾气进行一定的处理。虽然原则上要根据活性炭在回转炉内的滞留时间可以通过回转速度来调节。对于外热式回转炉而言,由于耐热金属的原因,温度的调节范围比较窄。对于内热式回转炉,由于受炉内再生气体的组成与流速的限制,通入的水蒸气量也有一定的限制。因此,关于活性炭性能的恢复状况问题要根据回转炉的实际情况,用改变加料量等方法进行调节。
为了防止再生尾气的二次污染,对尾气进行一定的处理。虽然原则上要根据活性炭上所吸附的有机物质的种类来决定处理方式,但一般由于尾气中可能造成大气污染的主要成分为吸附质自身或者是吸附质分解所产生的焦油等以及粉化的活性炭,因此采用设置二次燃烧室的方法即可将这些污染成分除去90%以上。除设置二次燃烧室以外,也有设置湿式洗涤器来除去烟尘的方法,但是当烟气中含有某些含氮有机物的时候即难以将气味除去。在对尾气的处理中要考虑吸附物质分解、燃烧时生成的SO.及NO,等问题,同时二次燃烧室应具有良好的保温功能,以便让烟尘及臭气达到完全燃烧。
在木焦油活性炭再生过程中,需要从多方面因素考虑从而选择适合的装置。使再生效率和经济性都达到高。以水处理用炭系统为例,需要考虑的因素是处理水量、处理前水质及处理后水质,所使用活性炭的种类、用量、再生董等.另外,还需从运输系统等多方面综合考虑。
表4-4是水处理用木焦油活性炭的再生装置一年内的运行数据资料,处理对象为水体中的 COD,吸附塔是移动层式吸附塔,再生炉为5层的多层再生炉。该设备每周运行日期为周一到周五,在周六和周日两天吸附塔保持原状停止、而多层炉处于保温运转状态。从表中数据可以得出,即使在这样连续不断的运溯状况下,年平均再生损失只有0.2%。活性炭上所吸附的有机物质的种类来决定处理方式,但一般由于尾气中可能造成大气污染的主要成分为吸附质自身或者是吸附质分解所产生的焦油等以及粉化的活性炭,因此采用设置二次燃烧室的方法即可将这些污染成分除去90%以上。除设置二次燃烧室以外,也有设置湿式洗涤器来除去烟尘的方法,但是当烟气中含有某些含氮有机物的时候即难以将气味除去。在对尾气的处理中要考虑吸附物质分解、燃烧时生成的SO.及NO,等问题,同时二次燃烧室应具有良好的保温功能,以便让烟尘及臭气达到完全燃烧。
在木焦油活性炭再生过程中,需要从多方面因素考虑从而选择适合的装置。使再生效率和经济性都达到高。以水处理用炭系统为例,需要考虑的因素是处理水量、处理前水质及处理后水质,所使用活性炭的种类、用量、再生董等.另外,还需从运输系统等多方面综合考虑。
表4-4是水处理用木焦油活性炭的再生装置一年内的运行数据资料,处理对象为水体中的 COD,吸附塔是移动层式吸附塔,再生炉为5层的多层再生炉。该设备每周运行日期为周一到周五,在周六和周日两天吸附塔保持原状停止、而多层炉处于保温运转状态。从表中数据可以得出,即使在这样连续不断的运溯状况下,年平均再生损失只有0.2%。
山东 临朐县海源活性炭厂,位于潍坊市临朐县冶源镇西圈村,建厂多年来,经不断发展,现已成为一家综合性滤料厂家,产品有:型号用途活性炭,广泛应用于工业废气吸附、水质净化,工业产品脱色 提纯,建厂20年来,以活性炭为主业;不断加大科研投入,产品种类,质量稳定,深受广大客户好评。
经过臭氧处理后进行,木焦油活性炭处理主要有以下三个好处:①破坏水中残余臭氧,一般发生在初炭层的几厘米处;②通过吸附去除化合物或臭氧副产物;③通过活性炭表面细菌的生物活动降解物质。实验研究表明,在活性炭处理过程中,同时发生快速吸附、慢速吸附和生物作用。臭氧生物活性炭工艺运行之初,活性炭具有大的吸附容量,起主导作用的是快速吸附,既可以吸附小分子物质,也可以吸附非生物降解的大分子有机物。随着过滤器吸附能力饱和运转时间的增长、大量的有机物积累在木焦油活性炭表面,活性炭的吸附容量逐渐减少,吸附速率也随之下降,以慢速吸附为主,与此同时生物活动也开始,并逐步达到生物吸附平衡。大约要运行5~20d的时间,木焦油活性炭表面才会出现明显的生物活性。
在臭氧生物活性炭法进行水处理的过程中臭氧与生物活性炭两者的作用是互补的。臭氧与有机物的主要反应是破坏炭化物的双键产生酮和醛,这些产物是管网系统内细菌的养料,如果在处理过程中没有去除这些养料,细菌就会在管网中迅速滋生,为了避免这种现象,应采用适当的生物处理,如活性炭或慢滤池,利用滤料表面的细菌将这类化合物降解去除,也可以在处理厂出水前投加少量氧化剂,如CI,CIO;等,如果没有活性炭这种生物过滤器,就增加这类氧化剂的投加量,但绝大部分可溶有机物被活性炭上的生物去除后,则大大减少了这类氧化剂的投加量,这也同时降低了新的气味和色度污染问题,可根据检测管网的细菌量来不断调整臭氧的投加量,使加氯量降低50%。
随着木焦油活性炭性能的提高,使用得比较普遍的是简单装置的种方式,压力回转吸附中,简单的是两塔切换装置,均压工序也是上下同时进行均压。再生产是在均压后的减压进行,此时把一部分产品氮气作为载气的形式逆流具有一定的效果,逆流量有佳价值,10%左右经济性好,再生后,接在均压后面的是用供给的原料气体升压[。在制造高纯度氮气时,用产品氮气将均压时在塔内出口一侧生产的不纯气体回流压入入口侧,是一种升压的有效方法。作为一种廉价而又容易操作、方便的氮气发生装置,它的用途已经确立,并逐渐普及。
(2)二氧化碳气体分离二氧化碳排放量大,是造成地球变暖的一种气体。通常使用的除去、回收二氧化碳气体的方法是氨气吸收等方法。正在研究操作简单的压力回转吸附法在回收各种排气中二氧化碳气体方面的应用[12]。作为所使用的吸附剂,正在研究的木焦油活性炭、分子筛活性炭、分子沸石和硅胶等。现在已经在压力回转吸附装置中实际使用的是活性炭或沸石,两者都是通过平衡吸附分离机能分离二氧化碳。活性炭与分子筛沸石比较,从平衡吸附特性来看,下列三种场合使用活性炭更加有利:二氧化碳气体浓度大;温度低;水分含量大。从吸附方面的特征来看,活性炭压力回转吸附法的吸附压力越大、效果越好;而加压对分子沸石的效果却不大,在常压下吸附就足够了1]。分子筛与活性炭相比,平衡吸附量较小,但具有与活性炭同样的其他性质。活性炭用于“三苯”废气吸附净化,有三种工艺:
一是木焦油活性炭吸附脱附回收。活性炭吸附一定量污染物后,用水蒸气进行脱附,并进行冷凝分离,回收溶剂。该工艺适合处理单一组分废气,但投资较大,不适于小厂使用。
二是木焦油活性炭吸附催化燃烧。活性炭吸附污染物后,用热风解吸,解吸下来的污染物采取催化燃烧。该工艺适合处理大风量有机废气,无二次污染,自动控制能力高。但由于活性炭层厚,容易因为热量堆积引发自燃,安全性差。
三是木焦油活性炭分散吸附、集中再生。适用于废气排放点多、面广、规模小、资金少的厂家。吸附器结构设计是关键,该设备外形是环形,占地面积小,主要是考虑到颗粒活性炭层厚度、气流分布、阻力处理能力、活性炭的装卸更换。再生全过程是在活化炉内预热、脱附、煅烧活化和炉内废气燃烧及冷却出料。这种活性炭净化废气装置已有许多小型厂投入使用。
活性炭吸附法工艺过程包括:活性炭吸附废气中的“三苯”溶剂;吸附饱和后的活性炭脱附和溶剂回收;活性炭活化再生。用活性炭回收苯类溶剂,一般在常温下吸附,以蒸汽在110℃以下解吸,冷凝分离回收。例如,天津石油化纤厂回收对二甲苯,西安石棉制品厂回收汽油和苯。合成纤维厂的废气中有对苯二甲酸二甲酯装置的氧化尾气主要含对二甲苯,采用活性炭立式吸附器,将氧化尾气通过后经冷却分离,回收对二甲苯。活性炭饱和后用热空气再生。脱附的有机物送入焚烧炉焚燃,效果好。成本高。
山东临朐县海源活性炭厂,位于潍坊市临朐县冶源镇西圈村,建厂多年来,经不断发展,现已成为一家综合性滤料厂家,产品有:各种型号用途活性炭,广泛应用于污水处理、工业废气吸附、饮料水处理、净水过滤、电厂水预处理、废水回收前处理、生物法污水处理。