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木质活性炭的生产工艺与再生方法-活性炭净化

  木炭与活性炭的区别:众所周知,把木材空气,加强热即可得到木炭,木炭是一种多孔性的含碳物质。它的表面积很大,能吸附其他物质的,有较强的吸附功能。如果在制取木炭时不断的通入高温水蒸汽,除去沾附在木炭表面的油质,使内部的无数管道通畅,那么木炭的表面积必然更大,这就成为了活性炭,它也是一种多孔性的含碳物质,其高度发达的孔隙结构,使它具有比木炭更庞大的比表面积,所以更容易吸附空气中的有毒、有害气体(杂质),起到净化空气的作用。

  木质活性炭的工作原理:

  活性炭的原子具有很大的比表面积,使其表现出对外部的很强的吸引力。这些被称为范德华力会吸引气体或液体周围的。这些吸引力和周围媒介中间的作用力的合力使活性炭具有了表面吸附力。一些的结构使其具有比其他更容易被吸收的特性,根据这个原理我们就能分离不同的。

  物理吸附发生在排除气流和液体流中污染物的过程中。多孔的结构给活性炭提供很大的比表面积,使污染物很容易聚集在活性炭中。这种吸引力存在所有的之中。这样,孔壁的表面有很强的吸引力,并通过孔隙的通道吸引污染物的。必须指出的是:被吸附的污染物的,必须比张开的孔的尺寸要小,这样它们才可以通过孔并被聚积起来。现在,你可以理解,我们为什么要用不同的原材料和活化条件来生产不同种类具有不同孔隙结构的活性炭,其目的就是使我们的产品适用于不同的用途。

  除了物理吸附作用之外,化学反应也发生在碳的表面。活性炭不仅包含碳成份,在其表面还包含少量氢成份和氧成份,这些成份以各种化合物和功能性物质的形式存在,包括:碳酰基、羟基、苯酚、酯类、苯醌等。这些在碳表面的氧化剂和络合物能够与活性炭吸附的物质产生化学反应。以下有一个典型的例子:在水处理过程中,活性炭在水中和氯发生作用,把氯为氯化物。这样,氯就被清除了,在水中的讨厌的味道和异味也就没有了。

  木质活性炭的生产工艺及性质:

  1.木炭的外部形态:质量高的木炭断面具有黑色光泽,敲打时发出响亮清脆的金属声。在不同的温度下烧制的木炭,其外部形态是不同的。在低于250摄氏度时烧制的炭,表面带褐色,不易敲断,燃烧时有火焰;300350摄氏度烧制的木炭表面呈黑色,当烧制温度达500摄氏度时,敲打时,木炭发出响亮金属声。

  2.木炭的固定碳:固定碳是一个假定的概念,它是在的高温,一般为850950摄氏度下,不通入空气进行煅烧时的无灰分的木炭。一般的木炭可能含70%80%的固定碳。随煅烧温度升高,木炭中固定碳的相对含量增加。

  3.木炭的挥发分:木炭在高温下煅烧时放出一氧化碳、二氧化碳、氢、甲烷和其他碳氢化合物等气态产物称为挥发分。烧制木炭的温度在300700摄氏度以内时,随着温度的升高,木炭煅烧时所分出的挥发分的组成发生下列变化:二氧化碳、一氧化碳和甲烷的含量逐渐降低,而氢的含量逐渐增加。烧炭的温度升高时,木炭的发热量增高,而气体的发热量降低。

  4.木炭的机械强度:木炭的机械强度表示它对压碎和磨损的抵抗能力,它在木炭的转装和运输上以及在冶金工业应用上有很大意义。转载的次数愈多,在熔铁炉的炉胸中,木炭受到上部炉料强大压力,而由上向下移动时,则受到炉料块和炉胸壁的强烈摩擦,如果木炭变成碎屑,气体难以通过炉料,熔铁炉的操作就会发生故障。木炭强度沿纵向较高,径向较低,而弦向最低。当烧制木炭最终温度相同时,木炭强度随烧炭时间的增加而增加。

  5.木炭的比重和孔隙度:木炭的比重因树种、木材的质量、炭化的最终温度和升温速度而不同。一般比重大的木材烧成的木炭比重也大。木炭孔隙度决定木炭大部份性质,如反应能力、导热性、吸附性等。

  6.木炭的发热量:木炭的发热量与炭化温度有关,炭化温度高,木炭碳素含量大,发热量也较高。

  7.木炭的灰分:木炭烧完后成为白色或淡红色的物质称为灰分。木炭中灰分含量随烧制温度、树种、被炭化木块和树皮的比例、树木的立地条件、砍伐季节、运材和烧制方法而不同。一般烧制温度愈高,灰分含量愈大,由阔叶材烧制的木炭其灰分含量比针叶材高;树皮含灰量比木材高。

  木质活性炭的吸附原理:

  活性炭是环保领域,众多周知,他是一很好的吸咐剂,随着近的发展,活性炭被广泛用于各行各业,活性炭布是利用活性炭独特的微孔吸附原理制造的。通过吸附作用除掉空气中的异味和有害气体。其特点是:表面积大、吸附能力强、能够迅速吸附苯、甲醛、氨气等多种有害气体。同时可载附光催化材料,达到更好的净化效果。

  活性炭再生的几种方法:

  药剂洗脱的化:

  对于高浓度、低沸点的有机物吸附质,应首先考虑化再生。

  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C02 和H20,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C02和H20,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。

  湿式氧化法:

  这种再生法通常用于再生粉末活性炭,如为提高曝气池处理能力投加的粉末炭。将吸附饱和的炭浆升温至200~250℃,通入空气加压至(300~700) X104P,,在反应塔内被活性炭吸附的有机物在高温高压下氧化分解,使活性炭得到再生。再生后的炭经热交换器冷却后,送入储炭槽再回用。有机物碳化后的灰分在反应器底部集积后定期排放。

  湿式氧化法适宜处理毒性高、生物难降解的吸附质。温度和压力须根据吸附质特性而定,因为这直接影响炭的吸附性能恢复率和炭的损耗。这种再生法的再生系统附属设施多,所以操作较麻烦。

  电解氧化法:

  利用电解时产生的新生态[O],[C1]等强氧化剂,使活性炭吸附的有机物氧化分解。但在实际运行中,存在金属电极腐蚀、钝化、絮凝物堵塞等问题。而不溶性电极--石墨存在体积大、电阻高、耗电大等缺点,因此尚未见在实践中应用。

  加热再生法:

  根据有机物在加热过程中分附的温度不同,加热再生分为低温加热再生和高温加热再生。

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点击次数:  :2013-06-22 13:51:51  【打印此页】  【关闭