活性炭吸附塔中活性炭的再生條件和方法
活性炭吸附塔中活性炭的再生條件和方法
活性炭是一種微晶層狀結(jié)構(gòu)，既有催化作用又有吸附作用，已經(jīng)使用了100多年。如今，活性炭已經(jīng)成為一種基礎(chǔ)材料，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、***防、科技、環(huán)保和日常生活中。由于活性炭?jī)r(jià)格昂貴，研究活性炭技術(shù)，提高其經(jīng)濟(jì)效益迫在眉睫。
1活性炭的條件和方法。
1.1活性炭的條件。
活性炭的吸附過(guò)程是活性炭、吸附質(zhì)和溶劑形成吸附的平衡過(guò)程。
要脫附和恢復(fù)活性炭的活性，必須破壞原有的平衡條件。方法如下:
(l)改變吸附質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)；(2)用對(duì)被吸附物具有強(qiáng)親和力的溶劑提取被吸附物；(3)用對(duì)活性炭具有高親和力的物質(zhì)代替吸附質(zhì)；然后用置換物質(zhì)脫附，得到活性炭；(4)外加熱，升高溫度改變平衡條件，吸附容量隨溫度升高而降低，使吸附質(zhì)脫附；(5)降低溶劑中的溶質(zhì)濃度(或壓力)以脫附吸附質(zhì)；(6)通過(guò)分解或氧化去除吸附質(zhì)(有機(jī)物)。
1.2活性炭法。
活性炭的效果取決于吸附性能的恢復(fù)程度和活性炭的損耗程度。一般有7%~8%的活性炭一次流失，所以經(jīng)過(guò)10~14次就可以得到新的活性炭。
傳統(tǒng)活性炭的方法和技術(shù)研究。
2.1化學(xué)藥劑法。
化學(xué)試劑法是將被吸附物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，然后提取并置換，從而脫附其被吸附物。該方法包括無(wú)機(jī)試劑法和有機(jī)溶劑法。
2.1.1無(wú)機(jī)試劑法(酸或堿法)。
無(wú)機(jī)試劑法是用無(wú)機(jī)酸或堿等試劑對(duì)吸附的有害物質(zhì)進(jìn)行洗滌和反應(yīng)。
吸附水處理中高濃度苯酚的飽和碳與氫氧化鈉反應(yīng)，脫附的苯酚以酚鈉的形式回收。
用于吸附處理重金屬?gòu)U水的飽和碳也用這種方法處理。
2.1.2有機(jī)溶劑法。
有機(jī)溶劑法是在溶劑的萃取下，用苯、丙酮或甲醇等有機(jī)溶劑脫附吸附在活性炭上的有機(jī)物的方法。
吸附廢水中的高濃度苯酚也可以使用溶劑，即苯、丙酮、甲醇等有機(jī)溶劑提取吸附的污染物。
焦化廠有機(jī)溶劑處理煤氣洗滌廢水和飽和碳的工藝流程。
有機(jī)溶劑活性炭法的缺點(diǎn)是效率低?；钚蕴渴褂脦字芎笪侥芰?huì)下降，需要補(bǔ)充新的活性炭，丟棄一些廢炭。污染物可以通過(guò)焚燒消除，溶劑洗滌劑可以通過(guò)蒸餾分離。
2.2加熱方法
根據(jù)熱重曲線(t(；a)可分為三種類(lèi)型:易脫附型、熱脫附型和難脫附型。
(l)易脫附型可通過(guò)加熱至300℃進(jìn)行脫附，如低沸點(diǎn)的烴類(lèi)和芳香族有機(jī)物。
(2)在熱分解脫附式加熱中，以易揮發(fā)的形式脫附，另一部分碳化，如聚乙烯醇類(lèi)有機(jī)物。
(3)難脫附型的重量變化緩慢，活性炭微孔中殘留***量殘?zhí)?，如苯酚、木質(zhì)素等。根據(jù)活性炭吸附有機(jī)物熱分解的難易程度和脫附溫度的差異，將難脫附類(lèi)型分為低溫加熱和高溫加熱。
2.2.1低溫加熱方法。
吸附濃度高、有機(jī)物易脫附的飽和碳、氣體吸附用活性炭易脫附。一般采用蒸汽，溫度控制在100~200℃。該過(guò)程在吸附塔中進(jìn)行，并且脫附的蒸汽被冷凝和回收用于再利用。
2.2.2高溫法。
吸附在液相中的活性炭由于吸附顏料、雜質(zhì)等多種污染物，在低溫下難以熱解揮發(fā)。因此，采用高溫法處理飽和碳。
高溫法的溫度一般控制在700~1000℃，但有時(shí)吸附質(zhì)仍不能脫附，活性炭表面仍殘留一些碳化物。因此，有必要引入水蒸氣和其他氧化鋅氣體來(lái)進(jìn)一步活化它。高溫活化法需要三個(gè)階段:干燥、碳化和活化。
(l)干燥階段。
當(dāng)加熱到100~130℃時(shí)，飽和碳吸附的水分會(huì)析出，因?yàn)轱柡吞嫉暮扛?40%-50%)，水分的蒸發(fā)需要消耗過(guò)程中總熱量的50%。
(2)碳化階段。
有機(jī)物受熱揮發(fā)炭化，炭化溫度為150-170℃。
(3)激活階段。
炭化階段殘留在活性炭微孔中的碳，需要通過(guò)引入水蒸氣和CO2氣體進(jìn)行活化，在850℃左右氣化成CO、CO2等氣體，這樣微孔就可以被清洗，吸附能力又可以恢復(fù)。
活性炭的性能隨著次數(shù)的增加而逐漸下降。在此過(guò)程中，沉積的灰分，如堿金屬氧化物和鐵，對(duì)活性炭基體的燃燒有催化作用?；曳值脑黾邮沟庵到档汀Ｈ绻名}酸處理飽和碳，可以提高碳的性能。
一般活化溫度為800~950℃，活化時(shí)間為20 ~ 40分鐘，注氣量為0.8 ~ 1.0千克/(千克碳)，尾氣中殘余氧含量小于1%，CO含量為2.3%。高溫炭吸附性能回收率***于95%，爐內(nèi)燒損率小于5%。
2.3生物法。
***先用生物法將培養(yǎng)的菌株應(yīng)用于飽和碳的脫附，然后將吸附的有機(jī)物分解成水和CO2，制成飽和碳。
生物法對(duì)易吸附和生物降解的污染物效果顯著，吸附的有機(jī)物分解為H2O和CO2，否則可能被活性炭重新吸附。
生物法是一種有前途的簡(jiǎn)單方法。缺點(diǎn)是時(shí)間長(zhǎng)，吸附力恢復(fù)有限。
