张家界果壳活性炭经销
粉末活性炭的净水效能研究
粉末活性炭吸附水中溶质分子是一个复杂的过程,是几种力综合作用的结果,包括离子吸引力、范德华力、化学杂和力。根据吸附的双速率扩散理论认为,吸附是一个由迅速扩散和缓慢扩散两阶段构成的双速过程,迅速扩散在数小时内即完成,发挥了60%-80%活性炭的吸附容量。迅速扩散是溶质分子在碳粒内沿径向均匀分布的阻力小的大孔隙中扩散的过程。这些大孔隙产生径向的扩散阻力。当分子从大孔进一步进入与大孔相通的微孔中扩散时,由于受到狭窄孔径所产生的很大阻力,从而极为缓慢。微孔也是在碳粒内均匀分布,但不构成径向的扩散阻力。影响粉末活性炭吸附的因素涉及溶质分子极性、分子量大小、空间结构,这一点取决于水源水质的特征。活性炭对不同的物质分子具有选择吸附性。
(一)投加工艺的选择
国外专家曾对粉末活性炭的应用情况进行分析研究,认为粉末活性炭对人工合成化学物的吸附去除主要取决于该化合物的类型。在选择投加点时,必须考虑混合程度和处理接触时间,尽量减少水处理药剂对吸附的干扰。根据国内某水厂近年应用粉末活性炭的经验认为,对于有生活污水、工业污水的排放,造成水体富营养化,导致水体藻类等微生物急剧繁殖等,属于污染较严重、较为复杂的水源;枯水期时常散发成分复杂的异臭、异味,再加上取水河段为潮感河流,污水回荡时间长,污染造成的危害较大。选取投加粉末活性炭工艺时,主要考虑:
(1)投加点要有充足的搅拌条件,使粉末活性炭能快速与处理水有良好的混合接触。
(2)尽量延长粉末活性炭与水体接触吸附时间,充分利用粉末活性炭的吸附能力,提高吸附率。
(3)尽量选取粒径小的粉末活性炭,使同等重量的活性炭吸附面积相对大;选取中孔较发达的木质活性炭,力求提高活性炭对有机物的吸附效能。
(4)尽量减小水处理过程中的化学药品干扰,如氯、高锰酸钾、混凝剂等。
(5)要根据投加量的多少、场地条件选取干式或湿式投加。
(6)根据水质污染状态确定投加量。投加量从5-30mg/L不等。
活性炭脱硫技术工艺及发展
炭法脱硫的材料主要是活性炭,它几乎可以用任何含炭材料来制备,以木材、锯屑、果核为代表的植物类原料由于质地疏松,有利于活化剂的进入,因此反应性能好,制得的活性炭微孔容积发达、比表面积大、吸附性能好,但这类原料的成本较高、资源有限,基于此人们开始将注意力转向储量丰富、价格低廉的煤炭,但由于煤的形成受很多因素的影响,不同地区的煤组成、性质都有所差别,因此制缛的活性炭孔结构及吸附性能各不相同:煤的变质程度越低,挥发分含量越高,制各的活性炭脱硫效果越好。对于煤炭,无烟煤的变质程度和石墨化程度都Z高,烟煤次之,褐煤的变质程度和石墨化程度Z低,所以近几年来大多数研究者都以褐煤或烟煤为原料经热解活化来制备活性炭。北京煤化所的研究发现,若将性能迥异的两种煤制各活性炭,既能保证单种煤制各活性炭的性能,又可使其吸附性能得到相互弥补。除此之外,各种以废弃物为原料制各活性炭的技术也得到了广泛地关注,例如:各种食品废渣、农副产品废料、活性污泥、废旧轮胎等。
活性炭质材料的结构是由排列成六角形的炭原子平面层组成,这些平面层构成了活性炭质材料的基本微晶(即石墨微晶),每个石墨微晶含有3~4个平行的炭原子平面层,各炭层并非相互平行的,而是以不同的角位移排列成“螺层形结构”。活性炭内部具有发达的孔隙结构,根据国际化学协会的分类,活性炭的孔径可分为直径小于2rim的微孔,直径在2—50nm之间的中孔和直径大于50nm的大孔弛”,其中微孔对活性炭表面积的贡献Z大,几乎占总面积的95%以上,是决定活性炭吸附性能高低的主要因素,中孔和大孔主要是作为吸附质扩散的通道和催化剂沉积的场所。
活性炭的微孔可分为石墨微晶层面之间形成的层间孔和石墨微晶之间形成的粒间孔,这些孔径呈纳米级数,因此有些学者称之为纳米孔空间由于相邻孔壁吸附势的相互叠加,使微孑L内存在较大的吸附势,对气相中低浓度污染物具有较强的吸附能力,使吸附质分子脱离本相进入微孔,在微孔内形成一个高压环境。这种状态的吸附质分子。与其体相内的分子性质有很大的区别,如:微孔内,吸附质分子不能形成连续的液面,而是以分子簇的形式存在;许多在非微孔物质上需要高压才能发生的反应在微孔内能够进行。对吸附剂利用率Z高的孔直径和吸附质分子直径的比值为1.7—3,对需要重复再生的吸附剂这一比值为3—6或更高一些。这种吸附质分子可进入和充填的孔隙容积称为有效孔容。对不同的吸附质而言,有效孔容所对应的孔径分布是不同的。
采用活性炭法脱除废气中的SO2。是70年代发展起来的一顼脱硫技术,与传统的脱硫技术相比,炭法烟气脱硫技术有着多方面的优点:(1)在运行过程中不需随时向系统中加入脱硫剂,脱硫剂消耗少,另外,脱硫剂可通过水洗或加热等方式进行再生,实现重复利用,有利于节约原料,降低运行成本;(2)脱硫产物能以硫酸、硫磺等形式加以回收,在一定程度上缓解了我国硫酸类产品需求量大的压力:(3)设备相对较少,工艺比较简单,易于操作;(4)不存在二次污染问题。尽管如此,炭法烟气脱硫也存在一些不足之处:(1)普通的工业活性炭对二氧化硫的吸附容量有限,一般仅为卜2%,造成设备庞大,再生频繁等问题(2)以前的再生方式存在许多弊病,水洗再生不彻底,加热再生消耗活性炭,造成浪费,这也是制约炭法脱硫技术发展的又一因素;(3)副产品硫酸浓度低,难以浓缩。因此,如何趋利弊害,使炭法烟气脱硫技术走向成熟和产业化是今后世界各国共同面临的课题。