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發(fā)布時間:2020-11-09 07:04  
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活性炭是常用的一種非極性吸附劑,性能穩(wěn)定,抗腐蝕,故應(yīng)用廣泛。它是一種具有吸附性能的炭基物質(zhì)的總稱。把含碳的有機物質(zhì)加熱炭化,去除全部揮發(fā)物,在經(jīng)藥品(如ZnCl2等)或水蒸汽活化,制成多孔性炭素結(jié)構(gòu)吸附劑。活性炭有粉狀和粒狀兩種,工業(yè)上多采用粒狀活性炭。蜂窩狀活性炭價格的比表面積達800~2000m2/g,具有很高的吸附能力。活性炭的吸附能力與孔隙的構(gòu)造和分布情況有關(guān)。它的孔隙分為三類:小孔——孔徑在2nm以下;煤質(zhì)活性炭又分為,蜂窩活性炭,煤質(zhì)柱狀活性炭,煤質(zhì)顆粒活性炭,球形活性炭,煤質(zhì)粉狀活性炭。過渡孔——孔徑為2~100nm。大孔——孔徑為100nm以上。活性炭的小孔比表面積占總比表面積的95%以上,對吸附量影響更大;過渡孔不僅為吸附質(zhì)提供擴散通道,而且當吸附質(zhì)的分子直徑較大時(如有機物質(zhì)),主要靠它們來完成吸附;大孔的比表面積所占比例很小,主要為吸附質(zhì)擴散提供通道。

活性炭是自二十世紀初即被發(fā)現(xiàn)可用在做為水處理用。它是一個具有多孔狀組織的炭,這些孔就是用來增加活性炭吸附雜質(zhì)的表面積。炭化物質(zhì)的物性與它的原材料和處理過程的好壞有*的關(guān)系。目前常見的炭有以煤、樹木、椰子殼為原料。椰殼燒結(jié)而成的炭具有較好的穩(wěn)定性、孔的分布及表面積都較其他種類的炭來得佳,這些特性使得它在水處理上有良好的表現(xiàn)。活性炭按形狀來分可以分為柱狀活性炭、顆粒活性炭、粉末活性炭和蜂窩活性炭,其中顆粒活性炭又能分為兩種:柱狀破碎活性炭和原煤破碎活性炭。顆粒活性炭在生產(chǎn)的過程中,都會經(jīng)過炭化、活化工藝。炭化主要是將活性炭中的揮發(fā)分和焦油通過高溫燃燒去除,使其形成二次孔隙結(jié)構(gòu)并賦予能經(jīng)受活化的強度,炭化結(jié)果好壞直接影響活性炭的質(zhì)量。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于食品,飲料,自來水,制糖,石油等行業(yè),在釀造,污水處理,電廠,電鍍等領(lǐng)域也有較為常見的應(yīng)用。而活化是利用氣體進行炭的氧化反應(yīng),使炭化物的表面受到侵蝕,其細孔結(jié)構(gòu)更加發(fā)達的過程,一般用高溫蒸汽活化。活化是制造活性炭的關(guān)鍵步驟,將決定活性炭的碘值、亞甲藍、孔徑分布、強度等參數(shù)。

顆粒活性炭和柱狀活性炭的主要區(qū)別在于形狀!柱狀活性炭主要是用原煤即無煙煤制作的。主要以直徑大小劃分,常用規(guī)格有1mm、1.5mm、3.0mm、4.0mm,這四種!價格的話以碘值高低劃分!
顆粒活性炭以原材料有兩種煤質(zhì)顆粒活性炭和果殼顆粒活性炭(例如椰殼活性炭等)。顆粒活性炭的規(guī)格一般都是以目數(shù)作為參考,8-16目為常規(guī)尺寸!其它規(guī)格可以定制!它們的應(yīng)用的話都差不多,柱狀活性炭偏向于空氣吸附!蜂窩狀活性炭價格主要原材料為林業(yè)“三剩物”(采伐剩余物、造材剩余物、加工剩余物),農(nóng)作物秸稈等。顆粒活性炭在空氣吸附和水處理方面都有廣泛發(fā)應(yīng)用!
顆粒活性炭就是不規(guī)則的圓形顆粒,通常規(guī)格為3目-100目之間,也有破碎的片狀的(如椰殼炭)。柱狀活性炭是圓柱形的,通常以MM為單位
常見的為2-4mm。兩種活性炭的應(yīng)用領(lǐng)域其實差不多,主要根據(jù)應(yīng)用的具體企業(yè)的要求。在實際的使用中,由于堆積情況和承重以及具體活性炭本身的參數(shù)等的差別會有所有不同。




蜂窩狀活性炭價格工藝條件
比表面及孔結(jié)構(gòu) 在比表面開始測試前對活性炭進行加熱真空脫附處理,在-196℃液氮溫度下吸附氮氣,測試氮氣吸附等溫線,利用BET方程,根據(jù)單分子層吸附量和吸附質(zhì)分子截面積,計算活性炭樣的比表面積;微波加熱1分鐘為了恢復(fù)活性炭的吸附能力,許多人將在陽光下干燥活性炭,使活性炭吸附的水分和有害物質(zhì)被熱量揮發(fā)。由相對壓力為0.98時的氮吸附值換算成液氮體積得到總孔體積。
比表面積是表征活性炭吸附性能的主要指標,這一指標解釋了活性炭產(chǎn)生吸附的原因,使人們加深了對吸附現(xiàn)象本質(zhì)的認識,在活性炭及吸附材料的研究中,這種檢測指標應(yīng)用得較多,但由于檢測儀器設(shè)備比較復(fù)雜,而且價格昂貴,因此在活性炭生產(chǎn)中應(yīng)用的比較少。
②孔容積 通過測定顆粒活性炭的真密度、顆粒密度來計算孔容積。具體測定方法有真密度法和氮吸附法等,各種方法測定的孔容略有不同,在報出測試結(jié)果時應(yīng)標注檢測方法。
孔容積也是表征活性炭吸附性能的重要指標,經(jīng)常使用的孔容積測試方法有氮吸附法,一般在測試比表面時可同時計算出孔容積,孔容積和活性炭裝填密度密切相關(guān),和裝填密度指標成反比。應(yīng)用模擬評價檢驗在活性炭應(yīng)用實踐中,吸附質(zhì)幾乎沒有單獨存在的可能性,活性炭總是會面對多種物質(zhì)組成的混合物,這些物質(zhì)在活性炭上不可避免的發(fā)生競爭吸附,競爭吸附的發(fā)生必然導(dǎo)致目標吸附質(zhì)的吸附量的改變,從而導(dǎo)致實際應(yīng)用效果偏離實驗室檢驗結(jié)果,有時這種偏離會非常嚴重。一些空氣凈化器制造商已經(jīng)在過濾器中添加了活性炭成分,但這里的活性炭含量非常少。
為了準確評價活性炭在實際應(yīng)用中的使用效果,需進行實驗室模擬吸附試驗,這種模擬大多采用動態(tài)試驗方法來進行。對于液相模擬吸附試驗,一般采用吸附柱方法,使用待處理工作態(tài)原液,有時根據(jù)液相中已知的主要成分進行配液,選擇不同的工藝條件進行試驗,然后經(jīng)數(shù)據(jù)處理得到更佳工藝條件,用于指導(dǎo)活性炭的實際應(yīng)用。這表明先前在活性炭的孔結(jié)構(gòu)中“堵塞”的水已被除去,并且活性炭已恢復(fù)其活性。
對于氣相模擬吸附試驗,情況較為復(fù)雜。當采用動態(tài)模擬實驗時,多采取配氣法模擬實際氣體,選用合適的吸附管(亦可視為更小型一些的吸附柱),調(diào)整試驗條件以獲得不同工藝條件下的吸附穿透曲線等,進而指導(dǎo)活性炭吸附裝置的設(shè)計和運行條件的選擇。當采用靜態(tài)模擬試驗時,采用向已加入活性炭的定容積吸附器中加注被吸附氣體的方法進行試驗。然而,由于碳化過程中形成的一些焦油和碳氫化合物的吸附,比表面積變小并失去活性。靜態(tài)模擬法試驗結(jié)果的準確性不如動態(tài)法。
一般活性炭的應(yīng)用單位為了準確地選用活性炭產(chǎn)品或設(shè)計活性炭應(yīng)用裝置,均根據(jù)自己的需要建立活性炭應(yīng)用評價裝置,對活性炭的應(yīng)用性能進行評價實驗,以獲取準確的工藝參數(shù)指導(dǎo)活性炭的應(yīng)用或裝置的設(shè)計。
