活性炭制備工業(yè)方法用途細(xì)分
將果殼洗凈，晾干，粉碎，過40目篩備用。購買聚乙烯珠狀物料備用。 所需生產(chǎn)設(shè)備、儀器及藥品主要有：混合機(jī)、塑料模具、炭化爐、攪拌機(jī)、活化爐、木桶、試紙、120目篩、炒鍋、氫氧化鈉、甲醛、氯化鋅、鹽酸、氯化銨、苯乙烯、己烷、硬脂酸鈣、滑石粉。
【活性炭制備工藝流程】備用料→炭化→冷卻→活化→洗滌→翻炒→烘干→粉碎過篩→得活性炭成品。
操作步驟如下：將備用料加入3倍量的44%氯化鋅液(用鹽酸調(diào)pH=1)，充分?jǐn)嚢杞䴘n，靜置吸收5小時，再充分?jǐn)嚢鑿?fù)靜置吸收5小時，至氯化鋅液全被吸收干，移入敞口平底炭化爐中密閉炭化，于400℃炭化3小時，隔30分鐘左右徹底攪拌一次，攪拌前將爐溫降至100℃以下，攪拌后再升溫密閉炭化，直至變成黑焦，表明炭化完成，出料冷卻，用2倍量的44%氯化鋅液(pH=1)浸漬，充分?jǐn)嚢�，使氯化鋅液全部被吸收，移入活化爐中，于650℃活化70分鐘，出料冷卻，移入木桶內(nèi)，加入等量的40%氯化銨液，充分?jǐn)嚢柘礈�，靜置澄清，虹吸出清液，依次用30%、12%和3%的氯化銨液攪拌洗滌，再用等量的30%鹽酸攪拌洗滌，濾取炭粒，入鍋，加入等體積的清水，煮沸洗滌幾次，至洗滌無氯化銨為止，加熱蒸發(fā)，攪拌翻炒，棄掉水分，烘干、粉碎，過120目篩，得活性炭，密封包裝。
活性炭制備操作注意事項(xiàng)： (1)鹽酸和氫氧化鈉為強(qiáng)酸強(qiáng)堿，甲醛為劇毒，操作時應(yīng)穿戴防護(hù)衣、手套和口罩等，防止酸堿液灼傷。廢棄酸堿溶液的處理與排放必須遵照國家有關(guān)規(guī)定，防止對環(huán)境造成污染。(2)炭化和活化過程中操作應(yīng)注意高溫，安全生產(chǎn)。制取活性炭1噸，需耗果殼4噸左右。
活性炭制備工業(yè)方法用途細(xì)分
【活性炭再生方法分析
活性炭系列產(chǎn)品目前在環(huán)境保護(hù)，工業(yè)與民用方面己被大量使用,并且取得了相當(dāng)?shù)某尚?然而活性炭系列產(chǎn)品在吸附飽合被更換后,使用單位均將其廢棄,掩埋或燒掉,造成資源的浪費(fèi)和對環(huán)境的再污染。活性炭系列產(chǎn)品吸附是一個物理過程，因此還可以采用高溫蒸汽將使用過的活性炭系列產(chǎn)品內(nèi)之雜質(zhì)進(jìn)行脫附，并使其恢復(fù)原有之活性，以達(dá)到重復(fù)使用的目的，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。 因此, 活性炭系列產(chǎn)品的再生具有格外重要的意義。 1傳統(tǒng)活性炭系列產(chǎn)品再生方法
1.1熱再生法
熱再生法是目前應(yīng)用最多,工業(yè)上最成熟的活性炭系列產(chǎn)品再生方法。處理有機(jī)廢水后的活性炭系列產(chǎn)品在再生過程中,根據(jù)加熱到不同溫度時有機(jī)物的變化,一般分為干燥、高溫炭化及活化三個階段。在干燥階段,主要去除活性炭系列產(chǎn)品上的可揮發(fā)成分。高溫炭化階段是使活性炭系列產(chǎn)品上吸附的一部分有機(jī)物沸騰、汽化脫附,一部分有機(jī)物發(fā)生分解反應(yīng),生成小分子烴脫附出來,殘余成分留在活性炭系列產(chǎn)品孔隙內(nèi)成為“固定炭”。在這一階段,溫度將達(dá)到800～900°C,為避免活性炭系列產(chǎn)品的氧化,一般在抽真空或惰性氣氛下進(jìn)行。接下來的活化階段中,往反應(yīng)釜內(nèi)通入CO2、CO、H2或水蒸氣等氣體,以清理活性炭系列產(chǎn)品微孔,使其恢復(fù)吸附性能,活化階段是整個再生工藝的關(guān)鍵。熱再生法雖然有再生效率高、應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn),但在再生過程中,須外加能源加熱,投資及運(yùn)行費(fèi)用較高。
1.2生物再生法
生物再生法是利用經(jīng)馴化過的細(xì)菌,解析活性炭系列產(chǎn)品上吸附的有機(jī)物,并進(jìn)一步消化分解成H2O和CO2的過程。生物再生法與污水處理中的生物法相類似,也有好氧法與厭氧法之分。由于活性炭系列產(chǎn)品本身的孔徑很小,有的只有幾納米,微生物不能進(jìn)入這樣的孔隙,通常認(rèn)為在再生過程中會發(fā)生細(xì)胞自溶現(xiàn)象,即細(xì)胞酶流至胞外,而活性炭系列產(chǎn)品對酶有吸附作用,因此在炭表面形成酶促中心,從而促進(jìn)污染物分解,達(dá)到再生的目的。生物法簡單易行,投資和運(yùn)行費(fèi)用較低,但所需時間較長,受水質(zhì)和溫度的影響很大。 1.3濕式氧化再生法 在高溫高壓的條件下,用氧氣或空氣作為氧化劑,將處于液相狀態(tài)下活性炭系列產(chǎn)品上吸附的有機(jī)物氧化分解成小分子的一種處理方法,稱為濕式氧化再生法。實(shí)驗(yàn)獲得的活性炭系列產(chǎn)品最佳再生條件為:再生溫度230°C,再生時間1h,充氧pO20.6MPa,加炭量15g,加水量300mL。再生效率達(dá)到(45±5)%,經(jīng)5次循環(huán)再生,其再生效率僅下降3%�；钚蕴肯盗挟a(chǎn)品表面微孔的部分氧化是再生效率下降的主要原因。
傳統(tǒng)的活性炭系列產(chǎn)品再生技術(shù)除了各自的弊端外,通常還有三點(diǎn)共同的缺陷:(1)再生過程中活性炭系列產(chǎn)品損失往往較大;(2)再生后活性炭系列產(chǎn)品吸附能力會有明顯下降;(3)再生時產(chǎn)生的尾氣會造成空氣的二次污染。因此,人們或?qū)鹘y(tǒng)的再生技術(shù)進(jìn)行改進(jìn),或探索全新的再生技術(shù)。
2目前新興的活性炭系列產(chǎn)品再生技術(shù)
2.1溶劑再生法溶劑再生法是利用活性炭系列產(chǎn)品、溶劑與被吸附質(zhì)三者之間的相平衡關(guān)系,通過改變溫度、溶劑的pH值等條件,打破吸附平衡,將吸附質(zhì)從活性炭系列產(chǎn)品上脫附下來。 溶劑再生法比較適用于那些可逆吸附,如對高濃度、低沸點(diǎn)有機(jī)廢水的吸附。它的針對性較強(qiáng),往往一種溶劑只能脫附某些污染物,而水處理過程中的污染物種類繁多,變化不定,因此一種特定溶劑的應(yīng)用范圍較窄。
2.2電化學(xué)再生法 電化學(xué)再生法是一種正在研究的新型活性炭系列產(chǎn)品再生技術(shù)。該方法將活性炭系列產(chǎn)品填充在兩個主電極之間,在電解液中,加以直流電場,活性炭系列產(chǎn)品在電場作用下極化,一端成陽極,另一端呈陰極,形成微電解槽,在活性炭系列產(chǎn)品的陰極部位和陽極部位可分別發(fā)生還原反應(yīng)和氧化反應(yīng),吸附在活性炭系列產(chǎn)品上的污染物大部分因此而分解,小部分因電泳力作用發(fā)生脫附。該方法操作方便且效率高、能耗低,其處理對象所受局限性較小,若處理工藝完善,可以避免二次污染。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,電化學(xué)再生活性炭系列產(chǎn)品具有較高的再生效率,可達(dá)到90%。此外,對工藝參數(shù)的研究表明,再生位置是活性炭系列產(chǎn)品再生工藝中最重要的影響因素,電解質(zhì)NaCl濃度是較重要的影響因素,再生電流和再生時間對活性炭系列產(chǎn)品的電化學(xué)再生也有一定的影響。
2.3超臨界流體再生法 據(jù)最近的研究資料表明,在CO2的臨界點(diǎn)附近,再生效率的變化很大;對未被烘干的活性炭系列產(chǎn)品,則需要延長其再生時間。對氨基苯磺酸而言,CO2超臨界流體法再生的最佳溫度為308K,當(dāng)溫度超過308K時,再生不受影響;當(dāng)流速大于1.47×10-4m/s時,流速不影響再生;用HCl溶液處理后,會使活性炭系列產(chǎn)品再生效果明顯改善。對苯而言,再生效率在低壓下隨溫度的下降而降低;在16.0MPa壓力時的最佳再生溫度為318K;在實(shí)驗(yàn)流速下,再生效率會隨流速加快而提高。