山東臨朐縣海源活性炭廠,位于濰坊市臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村,建廠多年來,經(jīng)不斷發(fā)展,現(xiàn)已成為一家綜合性濾料廠家,產(chǎn)品有:各種型號用途糠醛活性炭,廣泛應(yīng)用于污水處理、工業(yè)廢氣吸附、飲料水處理、凈水過濾、電廠水預(yù)處理、廢水回收前處理、生物法污水處理。 臨朐縣海源活性炭廠,是一家從事活性炭生產(chǎn)20年的生產(chǎn)廠家,產(chǎn)品20多個型號,覆蓋不同領(lǐng)域的活性炭使用環(huán)境,產(chǎn)品營銷全國,質(zhì)量穩(wěn)定如一,初心不改,一切為環(huán)保事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻,始終將青山綠水作為自己產(chǎn)品質(zhì)量的要求。
地址:山東臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈節(jié)物理法機理簡介
物理法通常指氣體活化法,是以水蒸氣、煙道氣(水蒸氣、CO:、Nz等的混合氣)、CO2或空氣等作為活化氣體,在800~1000℃的高溫下與已經(jīng)過炭化的原材料接觸進行活化的過程。在這個過程中,具有氧化性的活化氣體在高溫下侵蝕炭化料的表面,使炭化料中原有閉塞的孔隙重新開放并進一步擴大,某些結(jié)構(gòu)因選擇性氧化而產(chǎn)生新的孔隙,同時焦油和未炭化物等也被除去,終得到活性炭產(chǎn)品。由于物理法通常采用氣體作為活化劑,工藝流程相對簡單,產(chǎn)生的廢氣以CO?和水蒸氣為主,對環(huán)境污染小,而且終得到的活性炭產(chǎn)品比表面積高,孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達,應(yīng)用范圍廣,因此在活性炭生產(chǎn)廠家中70%以上都采用物理法生產(chǎn)活性炭,下面對物理活化法的機理、工藝流程、裝置設(shè)備及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀等進行具體闡述。
物理法制備糠醛活性炭需要先將原料在400~600℃下進行炭化處理,使原料中碳元素以外的主要元素(氫、氧等)以氣體形式脫除,通過CO2、CO 的形式也可使一部分碳元素釋放出去,殘留的碳元素則多數(shù)以類似石墨的碳微晶形態(tài)存在。然而和石墨晶體不同的是,這些碳微晶的排列是雜亂無章的,因此形成了具有活性炭原始形態(tài)的結(jié)構(gòu)。但是僅僅經(jīng)過炭化處理,碳微品的周圍以及碳微晶之間的縫隙仍被熱解所產(chǎn)生的焦油或者無定形碳堵塞,因此需要進一步活化處理,除去這些堵塞孔隙的物質(zhì)才能得到具有發(fā)達孔隙結(jié)構(gòu)的活性炭。
山東 臨朐縣海源活性炭廠,位于濰坊市臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村,建廠多年來,經(jīng)不斷發(fā)展,現(xiàn)已成為一家綜合性濾料廠家,產(chǎn)品有:型號用途活性炭,廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢氣吸附、水質(zhì)凈化,工業(yè)產(chǎn)品脫色 提純,建廠20年來,以活性炭為主業(yè);不斷加大科研投入,產(chǎn)品種類,質(zhì)量穩(wěn)定,深受廣大客戶好評。
諸多研究表明,糠醛活性炭在液相中的吸附過程是放熱的,降低溫度有利于吸附性能的提高。但是,在液相中,升高溫度可以有助于促進液相分子的活度和擴散,增強其在活性炭孔隙結(jié)構(gòu)中的吸附。在實際應(yīng)用過程中,溫度的確定不僅考慮上述因素,還需要兼顧液體自身特性,比如黏度大的液體需要通過提高溫度來增加其流動性,對于某些熔點高的物質(zhì)也需要確保溫度熔點,而熱敏性差的物質(zhì)就需要考慮溫度對其有效成分的影響??傊瑴囟葘τ诨钚蕴繎?yīng)用的影響,不僅需要考慮吸附性能也需要考慮應(yīng)用狀況,無法通過溫度變化來提高其吸附量,也難以規(guī)定統(tǒng)一的操作溫度,需要視情況而定。表5-2中的數(shù)據(jù)亦可資參考。三種色素的吸附量隨溫度變化的情況(時間為60min)?;钚蕴恳合辔叫阅艿囊粋€重要因素。增大活性炭的添加量。有助于增加吸附活性位。提高吸附效果,但是也會增加吸附過程中的吸附阻力。因此,要確定合理的添加量,大限度地發(fā)揮活性炭的吸附性能,達到理想的吸附效果。
佳添加量可以通過實驗研究確定,但實踐證明,生產(chǎn)過程中的實際使用量通常比實驗室獲得的添加量要少,原因尚不明確,需要進一步研究。因此,對于活性炭添加量的確定,通常是根據(jù)實踐經(jīng)驗來確定。由于每次使用的工況不一樣,且每批活性炭的性能也不同,這就需要構(gòu)建一個實驗研究和實踐使用之間的比例關(guān)系,同時輔以操作者的成熟經(jīng)驗。一般來說,在添加炭樣5~10min 后進行取樣觀察,判斷是否正確[9])。
二、時間
脫色或精制所需的時間,受許多因素影響,如炭的粒度、炭的用量、液體溫度和黏度等,一般需要10~60min(10,11]。炭越細(xì)或用炭量越多則時間越短,當(dāng)液體黏度大或用炭量很少時則時間就長些。對給定的色素和給定的活性炭種類,在同一條件下,隨著時間的延長,單位質(zhì)量的活性炭對色素的吸附變化并不大。表5-1為三種色素在溶液的平衡濃度為0.1mmol/L時,在25℃時,活性炭對色素的吸附量隨時間變化的情況。
糠醛活性炭原料的影響
(1)木屑樹種的影響 實驗證明,活性炭的吸附性能與木屑樹種有密切的關(guān)系,多數(shù)情況下,認(rèn)為杉木屑較松木屑好,松木屑較硬雜木屑好,軟雜木屑較硬雜木屑好,材質(zhì)硬的木屑會影響氯化鋅溶液的滲透速度。但通過選擇適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)條件,采用混合木屑作原料,也可以克服由原料所引起的不利影響,生產(chǎn)出合格的活性炭。
(2)木屑含水率的影響木屑含水率對炭活化過程沒有直接影響,但會影響氯化鋅溶液的滲透速度,因而影響氯化鋅溶液浸漬的時間。對連續(xù)浸漬或混合過程尤為重要。含水率高(在纖維飽和點以上)的木屑不僅會降低氯化鋅溶液的滲透速度,而且要降低氯化鋅溶液濃度,從而影響炭活化效果。因此,當(dāng)木屑含水率超過30%時,浸漬時間要求在8h以上,當(dāng)木屑含水率在纖維飽和點以下時,氯化鋅溶液的滲透速度要快一些。木屑含水率在15%以下時,混合時間短(15min)。木屑含水率還影響其對氯化鋅溶液的吸收量。例如,生產(chǎn)顆?;钚蕴?,吸收一定數(shù)量的濃度較低的氯化鋅溶液,因此要求木屑含水率不超過 5%。當(dāng)生產(chǎn)糖用活性炭時,吸收足夠數(shù)量的高濃度的氯化鋅溶液,如果木屑含水率過高,就會降低氯化鋅溶液的濃度,從而影響鋅屑比,終影響活性炭的孔徑分布。
活性炭
雖然活性炭的吸附能力強,但是它的吸附是被動的,不會挑選吸附對象。所以,當(dāng)活性炭在吸附甲醛等有害氣體的同時,也吸附了空氣中的水分。
“特別是在重慶的秋冬季節(jié),空氣比較潮濕,活性炭容易被水分‘堵塞’?!眳伍L富說,隨著活性炭吸附的水分增多,吸附能力也隨之減弱,逐漸失去活性。因此,建議活性炭使用5天,就要“復(fù)活”一次,清空活性炭里的水分。
如何讓活性炭“復(fù)活”?常用的陽光晾曬方法不僅耗時,而且對光照和溫度要求較高。尤其是在秋冬季節(jié),重慶陰雨天氣較多,這種方法更加不奏效。
呂長富和研究團隊通過科學(xué)實驗,研究出了一個讓活性炭快速“復(fù)活”的新方法——用微波爐加熱活性炭。
為了驗證這個新方法的可行性,呂長富進行了現(xiàn)場實驗。他將一湯勺未使用過的干燥活性炭倒入碗中,然后往碗中倒入清水。浸泡1分鐘后,呂長富將碗中的清水瀝干,模擬活性炭受潮的情況。
“現(xiàn)在碗里的活性炭已經(jīng)失去活性了?!眳伍L富說,碗中活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)已經(jīng)被水分“塞滿”,無法再吸附。
之后,呂長富將裝有受潮活性炭的碗放入微波爐加熱90秒。待活性炭冷卻后,再將這些活性炭倒入清水中,水中立刻出現(xiàn)了大量細(xì)小氣泡。呂長富分析說,清水中出現(xiàn)氣泡,是因為清水浸入活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)中,迫使孔隙中的空氣排出,從而產(chǎn)生氣泡。這說明之前“堵塞”在活性炭孔隙結(jié)構(gòu)中的水分已經(jīng)被清除,活性炭恢復(fù)了活性。
微波爐加熱為什么可以讓活性炭“復(fù)活”?呂長富解釋說,微波爐可以加熱極性分子,無法加熱非極性分子。而水是極性分子,活性炭是非極性分子。所以當(dāng)微波爐加熱時,水受熱從活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)中蒸發(fā)出來。
加熱“失活”活性炭1至2分鐘
實驗證明,用微波爐加熱因吸水而“失活”的活性炭,可以讓活性炭再次“復(fù)活”。
呂長富結(jié)合實驗,總結(jié)了用微波爐“復(fù)活”活性炭的方法。
“要把微波爐放在陽臺等通風(fēng)區(qū)域,避免加熱帶來的二次污染。”呂長富說,使用過的活性炭里除了有水分,還可能會有甲醛等有害氣體,在加熱時,這些有害氣體也會散發(fā)出來。
準(zhǔn)備好之后,將活性炭放入可微波加熱的碗中,然后在微波爐里加熱1分鐘。然后取出碗,并打開微波爐的門,讓水氣盡快散盡。
呂長富提醒說,在加熱活性炭時,要注意觀察微波爐出風(fēng)口的水氣散發(fā)情況。如果加熱到1分鐘時還有水氣散發(fā)出來,說明活性炭中的水分很可能還沒有被完全蒸發(fā)。
如果出現(xiàn)這樣的情況,建議等到微波爐的水氣散盡后,再將活性炭放入微波爐加熱30秒到1分鐘,直到出風(fēng)口沒有再出現(xiàn)水氣,便可停止加熱。
辨別真假活性炭有簡單方法
如何辨別真假活性炭?呂長富和他的團隊通過科學(xué)實驗,研究出了不少現(xiàn)場快速識別活性炭的方法。
掂重量:要想提高活性炭的吸附性能,只有盡可能多地在活性炭上制造孔隙結(jié)構(gòu)。孔隙越多,活性炭越酥松,相對密度也就會越輕,因此好的活性炭手感會比較輕。
在同等重量包裝的情況下,性能好的活性炭會比劣質(zhì)活性炭體積大許多。還可以稱量同樣體積的活性炭,凡是重量輕、密度小的,活性炭孔隙就越多,吸附性能也就越高。
看氣泡:將一小把活性炭投入水中,由于水的滲透作用,水會逐漸浸入活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)中,迫使孔隙中的空氣排出,從而產(chǎn)生一連串的極為細(xì)小的氣泡,在水中拉出一條細(xì)小的氣泡線,同時有的還會發(fā)出絲絲的氣泡聲?,F(xiàn)象越劇烈,持續(xù)時間越長,活性炭的吸附性就越好。