活性炭用木屑、果殼、褐煤等含碳物質(zhì)為原料,經(jīng)碳化和活化制成。有粉狀(粒徑為10~50微米)和顆粒狀(粒徑為0.4~2.4毫米)兩種。通性是多孔,比表面積大??偙砻娣e達每克500~1000㎡。主要性能參數(shù)是吸附容量和吸附速率。吸附容量是單位重量活性炭達到吸附飽和時能吸附的溶質(zhì)量,和原料、制造過程及再生方法有關(guān)。吸附容量越大,所用活性炭量越省。吸附速率是指單位重量活性炭在單位時間內(nèi)能吸附的溶質(zhì)量。因吸附有選擇性,性能參數(shù)應(yīng)由實驗測定。顆?;钚蕴恳幸欢ǖ臋C械強度和粒徑規(guī)格。
活性炭在同溫同壓下,不同吸附劑對一定分子的吸附能力有所不同。
活性炭不斷吸附水中溶質(zhì),直到吸附平衡即溶質(zhì)濃度不再改變時為止。一定溫度下,達到吸附平衡時,單位重量活性炭所吸附的溶質(zhì)重量和水中溶質(zhì)濃度的關(guān)系曲線,稱為吸附等溫線。曲線常用弗羅因德利希公式表示:
X/M=kC1/n
式中X為活性炭吸附的溶質(zhì)量;M為所加活性炭重量;C為達到吸附平衡時,水中溶質(zhì)濃度;k和n為試驗得出的常數(shù)。
優(yōu)點
椰維炭是以椰殼為原料,經(jīng)高溫活化、碳化處理,同時負(fù)載光觸媒、碳纖維而成的一種新型活性炭。其對有機氣體吸附能力比普通活性炭高5倍至以上,吸附速率更快
椰維炭具有發(fā)達的比表面積,豐富的微孔徑。比表面積可達1000-1600m2/g,微孔體積90%左右,其微孔孔徑為10A-40A。具有比表面積大、孔徑適中、分布均勻、吸附速度快、雜質(zhì)少等優(yōu)點 [1]
粉狀炭
粉狀活性炭以優(yōu)質(zhì)木炭為原料,經(jīng)特殊生產(chǎn)工藝精制而成,有物理法、化學(xué)法兩種。經(jīng)水蒸氣活化后,精制處理,粉碎而成。本品外觀為黑色粉末狀,在一般溶液下均不溶解。無臭無味,具有表面積大吸附為強、純度高、濾速快、質(zhì)量穩(wěn)定,具有絮凝效應(yīng)和助濾效應(yīng)等特點。廣泛適用于食品、醫(yī)藥、味精化工等產(chǎn)品的脫色、除雜精制。也可以用于水的凈化處理。
應(yīng)用
椰殼活性炭在廢氣處理中的應(yīng)用
1.氣相吸附中常使用顆?;钚蕴浚ǔJ亲寶饬魍ㄟ^活性炭層進行吸附。根據(jù)吸附裝置中活性炭層所處狀態(tài)的不同,吸附層有固定層、移動層和流動層幾種。但是,在電冰霜和汽車內(nèi)的脫臭器之類小型吸附器中,依靠氣體的對流和擴散進行吸附。除了顆?;钚蕴恳酝?,活性炭纖維和活性炭成型物也正在氣相吸附中得到日益廣泛的應(yīng)用。
2.儀器室、空調(diào)室、地下室及海底設(shè)施中的空氣,由于外界污染或者受密閉環(huán)境中人群活動的影響,常含有體臭、吸煙臭、烹飪臭、油、有機及無機硫化物、腐蝕性成分等,造成精密儀表腐蝕或影響人體健康??捎没钚蕴窟M行凈化,除去雜質(zhì)成分。
3.化工廠、皮革廠、造漆廠以及使用各種有機溶劑的工程排出的氣體中,含有各種有機溶劑、無機及有機硫化物、烴類、氯氣、油、汞及其他對環(huán)境有害的成分,可以用活性炭進行吸附以后再排放。原子能設(shè)施中排出的氣體中,含有放射性的氪、氙、碘等物質(zhì),必須用活性炭將它們吸附干凈以后再行排放。煤、重油燃燒生成的煙氣中,含有二氧化硫及氮氧化物,它們是污染大氣、形成酸雨的有害成分,也可以用活性炭將它們吸附除去。
4.椰殼活性炭用于精制氣體的用例還很多,例如防毒面具、香煙過濾嘴、冰箱除臭器、汽車尾氣處理裝置等,都是利用活性炭**的吸附性能,將氣體中有毒成分、對人體不利的成分或有臭味的成分除去。例如,在香煙過濾嘴中加入100~120mg活性炭以后,就能將煙氣中對人體有害的成分除去很大一部分。
水處理
活性炭*早用于去除生活用水的臭味。沼澤水常帶土味,湖泊和水庫水常帶藻類形成的臭味,用活性炭處理*為有效,并且只需在出現(xiàn)臭味時使用。大多用粉狀活性炭,直接投入混凝沉淀池或曝氣池內(nèi),隨污泥排除,不再回收利用。
活性炭能去除水中產(chǎn)生臭味的物質(zhì)和有機物,如酚、苯、氯、農(nóng)藥、洗滌劑、三鹵甲烷等。此外,對銀、鎘、鉻酸根、氰、銻、砷、鉍、錫、汞、鉛、鎳等離子也有吸附能力。在給水處理廠中,活性炭吸附法又起完善水質(zhì)的作用。采用的設(shè)備是以粒狀活性炭為濾料的濾池,其構(gòu)造及工作情況和普通快濾池相似,運行過程中須定期反復(fù)沖洗,以除去炭層中的懸游物,防止水頭損失過大(見過濾)。活性炭濾床也可采用流化床或移動床。與快濾池不同水流均從下而上。流化床的流速使炭層膨脹,不易阻塞。移動床內(nèi)失效的炭從池底連續(xù)排出,新炭從池頂連續(xù)補充。
再生
粒狀活性炭吸附容量耗盡后再生,常用的方法是加熱法,廢炭烘干后在850°C左右的再生爐內(nèi)焙燒。顆?;钚蕴棵看卧偕s損耗5~10%,且吸附容量逐次減少。再生效率對活性炭濾池的運行費用(也就是對水處理成本)影響極大。
為了延長活性炭的再生周期,正在開發(fā)生物活性炭法。以臭氧作為有機物改性劑,而活性炭不但起吸附作用,還作為微生物載體,濾床成為生物床。原水先加臭氧,使水中難降解有機物轉(zhuǎn)化為易降解有機物,然后流過活性炭濾池。由于活性炭的特性,生物床吸附水中有機物的能力特強,而微生物降解有機物的能力起了再生活性炭的作用 [1] 。