活性炭在工业中的运用范围

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1、活性炭口前在环境保护，工业与民用方面己被大量使用，并且取得了相当的成效，然而活性炭在吸附饱合被更换后，使用单位均将其废弃，掩埋或烧掉，造成资源的浪费和对环境的再污染。活性炭吸附是一个物理过程，因此述可以采用高温蒸汽将使用过的活性炭内之杂质进行，并使其恢复原有之活性，以达到重复使用的口的，具有明显的经济效益。再生后的活性炭其用途仍可连续重复使用及再生。活性炭再生技术的发展随着活性炭的应用范围日趋广泛，活性炭的回收开始得到了人们的重视。如果用过的活性炭无法回收，除了每吨废水的处理费用将会增加0.83〜0.90元外，

2、还会对环境造成二次污染。因此，活性炭的再生具有格外重要的意义。1传统活性炭再生方法1.1热再生法热再生法是口前应用最多，工业上最成熟的活性炭再生方法。处理有机废水后的活性炭在再生过程屮，根据加热到不同温度时有机物的变化，一般分为干燥、高温炭化及活化三个阶段。在干燥阶段，主要去除活性炭上的可挥发成分。高温炭化阶段是使活性炭上吸附的一部分有机物沸腾、汽化脱附，一部分有机物发生分解反应，生成小分子坯脱附岀来，残余成分留在活性炭孔隙内成为“固定炭”。在这一阶段，温度将达到800〜900°C,为避免活性炭的氧化，一般在抽

3、真空或惰性气氛下进行。接下来的活化阶段小，往反应釜内通入C02、CO、H2或水蒸气等气体，以清理活性炭微孔，使其恢复吸附性能，活化阶段是整个再生工艺的关键。热再生法虽然有再生效率高、应用范围广的特点，但在再生过程小，须外加能源加热,投资及运行费用较高。1・2生物再生法生物再生法是利用经驯化过的细菌，解析活性炭上吸附的有机物，并进一步消化分解成H20和C02的过程。生物再生法与污水处理屮的生物法相类似，也有好氧法与厌氧法之分。由于活性炭本身的孔径很小，有的只有几纳米，微生物不能进入这样的孔隙，通常认为在再生过程屮

4、会发生细胞自溶现象，即细胞酶流至胞外，而活性炭对酶有吸附作用,因此在炭表面形成酶促屮心，从而促进污染物分解，达到再生的口的。生物法简单易行，投资和运行费用较低，但所需时间较长，受水质和温度的影响很大。1・3湿式氧化再生法在高温高压的条件下，用氧气或空气作为氧化剂，将处于液相状态下活性炭上吸附的有机物氧化分解成小分子的一种处理方法，称为湿式氧化再生法。实验获得的活性炭最佳再生条件为：再生温度230。C,再生时间lh,充氧p020.6MPa,加炭量15g,加水量300mLo再生效率达到(45±5)%,经5次循环再生

5、，其再生效率仅下降3%。活性炭表而微孔的部分氧化是再生效率下降的主要原因。传统的活性炭再生技术除了各自的弊端外,通常述有三点共同的缺陷:⑴再生过程中活性炭损失往往较大；⑵再生后活性炭吸附能力会有明显下降；⑶再生时产生的尾气会造成空气的二次污染。因此，人们或对传统的再生技术进行改进，或探索全新的再生技术。2口前新兴的活性炭再生技术2.1溶剂再生法溶剂再生法是利用活性炭、溶剂与被吸附质三者之间的相平衡关系，通过改变温度、溶剂的pH值等条件，打破吸附平衡，将吸附质从活性炭上脱附下来。溶剂再生法比较适用于那些可逆吸附，

6、如对高浓度、低沸点有机废水的吸附。它的针对性较强，往往一种溶剂只能脱附某些污染物，而水处理过程小的污染物种类繁多，变化不定，因此一•种特定溶剂的应用范围较窄。2.2电化学再生法电化学再生法是一种正在研究的新型活性炭再生技术。该方法将活性炭填充在两个主电极之间，在电解液小，加以直流电场，活性炭在电场作用下极化，一端成阳极，另一端呈阴极，形成微电解槽，在活性炭的阴极部位和阳极部位可分别发生述原反应和氧化反应，吸附在活性炭上的污染物大部分因此而分解，小部分因电泳力作用发生脱附。该方法操作方便且效率高、能耗低，其处理对

7、彖所受局限性较小，若处理工艺完善，可以避免二次污染。实验结果表明，电化学再生活性炭具有较高的再生效率，可达到90%。此外，对工艺参数的研究表明，再生位置是活性炭再生工艺屮最重要的影响因素，电解质NaCl浓度是较重要的影响因素，再生电流和再生时间对活性炭的电化学再生也有一定的影响。2・3超临界流体再生法据最近的研究资料表明，在C02的临界点附近，再生效率的变化很大;对未被烘干的活性炭，则需要延长其再生时间。对氨基苯碱酸而言，C02超临界流体法再生的最佳温度为308K,当温度超过308K时，再生不受影响；当流速大于

8、1.47X10-4m/s时，流速不影响再生；用HC1溶液处理后，会使活性炭再生效果明显改善。对苯而言，再生效率在低压下随温度的下降而降低；在16.OMPa压力时的最佳再生温度为318K；在实验流速下，再生效率会随流速加快而提高。2・4超声波再生法由于活性炭热再生需要将全部活性炭、被吸附物质及大量的水份都加热到较高的温度，有时甚至达到汽化温度，因此能量消耗很大，且工艺设备复杂。其实，如在