什么是活性炭的再生
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发布时间:2022-04-28 13:34
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热心网友
时间:2023-10-10 16:45
活性炭再生是将吸附饱和的活性炭通过各种方法恢复其吸附性能,达到重复使用的目的。再生方法主要取决于活性炭的类型和活性炭吸附物质的性质。目前国内外较为成熟的再生方法有三种,即热再生法、化学再生法和生物再生法。
(1) 热再生法
热再生法是目前发展历史最长、应用最多、工业上最成熟的活性炭再生方法。活性炭热再生法始于 20 世纪初,当时是采用回转炉对骨炭进行再生;30 年代开始引用多层炉;40~50 年代再生炉技术已基本成熟。
热再生法的原理是在加热条件下,使被吸附的有机物以解析、炭化、氧化的形式从活性炭基质上消除。活性炭热再生一般需要多个步骤:
1)脱水,即通过机械物理作用将活性炭表面的水分除掉。
2)干燥,干燥温度一般低于 100℃,主要是蒸发孔隙水,少量低沸点的有机物也会被气化。该过程需要大量的蒸发潜热,热再生过程约有 50%的能耗是在干燥过程中消耗的。
3)在约 350℃时加热活性炭,使其中的低沸点有机物被分离。
4)高温炭化,即在约 800℃加热活性炭,使大部分有机物分解、气化或以固定碳的形态残留下来。
5)活化,即在 800℃~1000℃范围内加热活性炭,使残留下来的炭,被水蒸气、二氧化碳或氧气等分解。热再生的步骤根据加热炉种类的不同也稍有差别,但差别不大。
热再生法的优点:再生率较高,可达 70%~80%;再生时间短;与化学药品再生法相比,具有很强的通用性;不产生再生废液。缺点:再生后的活性炭损失率较高,一般为5%~10%;炭表面化学结构发生改变,比表面积减小;高温再生对再生炉材料要求高,再生炉设备投资高;再生能耗成本较高;活性炭反复再生会丧失吸附性能。
(2)化学药剂再生法
高浓度、低沸点的有机物吸附,宜采用化学药剂再生。化学药剂再生主要分为无机药剂再生和有机药剂再生。无机药剂再生一般采用无机酸(硫酸、盐酸)或碱(氢氧化钠)等药剂使吸附质脱除。例如吸附高浓度酚的活性炭,可用氢氧化钠溶液再生,酚以酚钠盐的形式被回收;吸附重金属的活性炭,可以用盐酸溶液再生。有机溶剂再生常用的溶剂有苯、丙酮和甲醇等,适用于可逆吸附,例如吸附高浓度酚的活性炭;处理焦化厂煤气废水的活性炭,都可用有机溶剂再生。
化学药剂再生法的优点:针对性强,设备简单,具有经济优势;可从再生液中回收有用物质;操作过程在吸附塔内进行,活性炭损失小。缺点:一般只能针对单一物质再生,通用性较差;再生率低,微孔容易堵塞,多次使用后再生率明显降低;存在再生液二次污染的问题。
(3)生物再生法
生物再生法与生物活性炭技术相似,活性炭吸附有机物,同时微生物对有机物进行降解,从而使活性炭得到再生。由于活性炭能够将有机物长时间吸附在其表面,所以微生物能够将一些不易降解的有机物进行降解,使活性炭再生。但对于不能被微生物降解的有机物,生物再生法的使用会受到*。
热心网友
时间:2023-10-10 16:45
活性炭再生是将吸附饱和的活性炭通过各种方法恢复其吸附性能,达到重复使用的目的。再生方法主要取决于活性炭的类型和活性炭吸附物质的性质。目前国内外较为成熟的再生方法有三种,即热再生法、化学再生法和生物再生法。
(1) 热再生法
热再生法是目前发展历史最长、应用最多、工业上最成熟的活性炭再生方法。活性炭热再生法始于 20 世纪初,当时是采用回转炉对骨炭进行再生;30 年代开始引用多层炉;40~50 年代再生炉技术已基本成熟。
热再生法的原理是在加热条件下,使被吸附的有机物以解析、炭化、氧化的形式从活性炭基质上消除。活性炭热再生一般需要多个步骤:
1)脱水,即通过机械物理作用将活性炭表面的水分除掉。
2)干燥,干燥温度一般低于 100℃,主要是蒸发孔隙水,少量低沸点的有机物也会被气化。该过程需要大量的蒸发潜热,热再生过程约有 50%的能耗是在干燥过程中消耗的。
3)在约 350℃时加热活性炭,使其中的低沸点有机物被分离。
4)高温炭化,即在约 800℃加热活性炭,使大部分有机物分解、气化或以固定碳的形态残留下来。
5)活化,即在 800℃~1000℃范围内加热活性炭,使残留下来的炭,被水蒸气、二氧化碳或氧气等分解。热再生的步骤根据加热炉种类的不同也稍有差别,但差别不大。
热再生法的优点:再生率较高,可达 70%~80%;再生时间短;与化学药品再生法相比,具有很强的通用性;不产生再生废液。缺点:再生后的活性炭损失率较高,一般为5%~10%;炭表面化学结构发生改变,比表面积减小;高温再生对再生炉材料要求高,再生炉设备投资高;再生能耗成本较高;活性炭反复再生会丧失吸附性能。
(2)化学药剂再生法
高浓度、低沸点的有机物吸附,宜采用化学药剂再生。化学药剂再生主要分为无机药剂再生和有机药剂再生。无机药剂再生一般采用无机酸(硫酸、盐酸)或碱(氢氧化钠)等药剂使吸附质脱除。例如吸附高浓度酚的活性炭,可用氢氧化钠溶液再生,酚以酚钠盐的形式被回收;吸附重金属的活性炭,可以用盐酸溶液再生。有机溶剂再生常用的溶剂有苯、丙酮和甲醇等,适用于可逆吸附,例如吸附高浓度酚的活性炭;处理焦化厂煤气废水的活性炭,都可用有机溶剂再生。
化学药剂再生法的优点:针对性强,设备简单,具有经济优势;可从再生液中回收有用物质;操作过程在吸附塔内进行,活性炭损失小。缺点:一般只能针对单一物质再生,通用性较差;再生率低,微孔容易堵塞,多次使用后再生率明显降低;存在再生液二次污染的问题。
(3)生物再生法
生物再生法与生物活性炭技术相似,活性炭吸附有机物,同时微生物对有机物进行降解,从而使活性炭得到再生。由于活性炭能够将有机物长时间吸附在其表面,所以微生物能够将一些不易降解的有机物进行降解,使活性炭再生。但对于不能被微生物降解的有机物,生物再生法的使用会受到*。