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    活性炭问答

    发布日期:2015-07-07文章来源:本站


    1、 活性炭有什么性能指标

    活性炭产品的性能指标可分为物理性能指标、化学性能指标、吸附性能指标。三种性能指标对活性炭的选择和应用都起到非常重要的作用。
     主要物理性能指标有:形状、外观、比表面积、孔容积、比重、目数、粒度、耐磨强度、漂浮率等。
     主要化学性能指标有:PH值、灰分、水分、着火点、未炭化物、硫化物、氯化物、氰化物、硫酸盐、酸溶物、醇溶物、铁含量、锌含量、铅含量、砷含量、钙镁含量、重金属含量、磷酸盐等。
     主要吸附性能指标有:亚甲蓝吸附值、碘吸附值、苯酚吸附值、四氯化碳吸附值、焦糖吸附值、硫酸奎宁吸附值、饱和硫容量、穿透硫容量、水容量、氯乙烷蒸汽防护时间、ABS值等。

    2、 用粉状活性炭还是粒状活性炭

    要根据具体工艺目的结合两种活性炭的各自优点而选用。
     粉状活性炭通常在液相应用,加入液体后经搅拌混合、过滤或沉降,而得所要的液体。以粉状活性炭处理的优点是:适用于间歇工艺;易控制加入量;可利用现成过滤设备;价格较低。
     粒状活性炭可用于液相,也可用于气相。一般将要处理的液体或气体连续通过活性炭柱。以粒状活性炭处理的特点是:适用于连续工艺与自动控制;较少活性炭耗量,使用的炭/液比高;较易清洁操作;因价较高大量使用时应予再生,且较易再生。

    3、 影响粒状活性炭应用的主要性质是什么

    应用粒状活性炭,尤其大量应用,最影响效果和成本的活性炭主要性质是:吸附量;压降或床层膨胀;抗磨性;大小、水分、灰分、pH值和可溶物。
      应用较为大量的粒状活性炭都装在柱型设备中,就要讲究压降(压头损失)或床层膨胀,是设计炭柱的必要因素。压降由微粒大小和大小分布所决定。床层膨胀由微粒大小、形状和大小分布以及微粒密度所决定。
      大量使用粒状活性炭时,常加水以泵输送和以运输带脱水,因此要重视活性炭的损失量,讲求活性炭的抗磨性。

    4、 怎样选择活性炭催化剂

    无论以活性炭本身作催化剂或以活性炭作为载体的催化剂不应只满足于能起催化反应而已,还要通过分析测试进一步了解:
      催化反应的转化率。即在一定条件下,用单位催化剂在单位时间内所产生目的产物的数量。
    催化反应中的选择性。指催化剂上发生的两个以上相互竞争反应的相对速度,即目的产物的量和转化了的反应物的量之比。
      催化剂使用寿命。按理催化剂在反应中不被消耗,事实上通过多次使用,催化活性会降低,不仅降低转化率,而且影响选择性,必须更换催化剂。

    5、 怎样评价活性炭的吸附能力

    吸附分液相吸附和气相吸附两类,液相吸附能力常以吸附等温线进行评价,气相吸附能力以溶剂蒸气吸附量评价。
      吸附等温线表示一定温度下吸附系统中被吸附物质的分压或浓度与吸附量之间的关系,即当保持温度不变,可测得平衡吸附量和分压或浓度间的变化关系。以剩余浓度为横轴,以活性炭单质量的吸附量为纵轴可绘出关系曲线。
      当保持分压或浓度不变,可测得平衡吸附量和温度间的变化关系,绘出关系曲线,即吸附等压线。由于在工业装置中少量成分吸附大致在等温状态下进行,所以吸附等温线最为重要和常用。
      溶剂蒸气吸附量表示气相吸附性能,可用颗粒活性炭的四氯化碳吸附率的测定为例,在规定的试验条件下,即规定的炭层高度、气流比速、吸附温度、测定管截面积、四氯化碳蒸气浓度的条件下,持含有一定四氯化碳蒸气浓度的混合空气流不断地通过活性炭,当达到吸附饱和时,活性炭试样所吸附的四氯化碳的质量与试样质量之百分比作为四氯化碳的吸附率。
      活性炭应用中对于吸附能力,最好用实际拟用的活性炭、操作的条件、具体的处理物进行评价测试。
      活性炭的吸附量,即单位活性炭所吸附的吸附质的量,工业上也有称为活性炭的活性,活性有两种表示方法:
      静活性-----即通常所指的吸附剂达到平衡的吸附量。
      动活性----是指流体混合物通过活性炭床层,其中吸附质被吸附,经一些时间的运作,活性炭床层流出的流体中开始出现含有一定的吸附质,说明活性炭床层失去吸附能力,此时活性炭上已吸附的吸附质的量,就称为活性炭的活性。是设计大量的、经常的、重要的吸附系统所需的数据。
      用液相等温线法测定活性炭吸附能力的标准实用方法,可用于测定原始的和再活化的和粉状活性炭的吸什能力。

    6、 活性炭产品之间如何区分,应该如何选择活性炭呢?

    活性炭是由各种富含碳的原料制造而成。因此,用不同的原料制造的活性炭必然会有不同的特性。一般来说,以煤为原料制造的活性炭通常采用水蒸气或二氧化碳气体活化,产品的形状以颗粒状为主,其孔径分布以微孔居多,更适合于吸附液相和气相中分子量和分子直径较小的物质,吸附性能指标通常以亚甲蓝吸附值和碘吸附值表示;以木屑为原料制造的活性炭通常采取化学法活化,产品的形状以粉状为主,其孔径分布可通过调节化学活化剂的配比来进行控制,比较灵活,既可以制造出孔径分布以微孔居多的产品也可制造出孔径分布中孔(过渡孔)占较大比例的产品,后者则比较适合于吸附液相中分子量和分子直径较大的物质吸附性能指标以焦糖脱色率表示;以果壳类为原料制造的活性炭通常采取水蒸气和二氧化碳气体活化,产品的形状以颗粒状为主,由于其特殊材质的因素,其孔径分布介于上述两类活性炭之间,因此其应用范围更为广泛,缺点是受国内原材料的限制,成品较高。

    7、 用过的活性炭怎样再生

    再生是活性炭应用后的延伸工序,再生的方式随应用的具体情况而不同:有的边应用边再生,即边吸附边解吸;有的多次应用,合并再生;有的分散应用,集中再生。
    再生方法可分为两大类:
    1)加热再生
        a 热空气再生-----以空气为脱附载体。
        b 水蒸气再生-----低沸点溶剂用一般蒸汽,高沸点溶剂用过热蒸汽。
     加热再生是常用的方法,过程如下:
       干燥----加热到100~150摄氏度蒸发活性炭中的水分和一部分低沸点有机物;
       碳化-加热到300~700摄氏度,挥发或分解一些有机物,有部分有机物碳化留在活性炭中。
       活化---加热到700摄氏度以上,使留在活性炭中的碳和活化气体反应,逸出所生成的气态产物,重新造孔。
     冷却---活化后急冷以防氧化。
    2)无热再生
    3)移动床再生
    4)流化床再生
    5)加热再生
    6)生物再生
    7)催化废炭再生
    8)微波再生
    9)超生再生
    10)化学法再生
    11)用表面活化剂再生
     (12)废水处理炭再生

    8、 活性炭应用中有哪些设备

    使用活性炭有间歇操作和连续操作两类:

       1)间歇操作常用于粉状活性炭的大小规模使用。所用的设备是:不同大小的桶、缸、槽之类 容器、过滤器、搅拌器等。过滤器有普通过滤、真空过滤或加压过滤等各种类型。

     2)连续操作常用于使用粒状活性炭的较大规模的生产,设备装置有:
      a、固定床,是以活性炭为填充层,流体从上方或下方连续流入进行吸附的方法,因这种设备中活性炭在操作过程中固定不动。固定床根据流体量和处理要求有单床、多床串联和多床并联等方式。
       b、移动床,是指活性炭间歇式移动吸附方式。要处理的流体从吸附塔底部流入,与活性炭逆流接触,处理后的流体从塔顶部流出。
    c、流动床,这是连续式流动床吸附法,早期对糖进行脱色。活性炭在塔内形成膨胀层或流化状态,与从塔底部进入的流体更多的接触,然后连续排出塔外。如果流体流速c、流动床,这是连续式流动床吸附法,早期对糖进行脱色。活性炭在塔内形成膨胀层或流化状态,与从塔底部进入的流体更多的接触,然后连续排出塔外。如果流体流速过大,塔内活性炭膨胀率增大,不能保持层状移动,因此要严格调节流量

    9、 活性炭的孔结构与应用的关系怎样

    活性炭常常应用于吸附分子,吸附性决定应用性,而吸附性和各种炭型的孔大小分布相关。以水蒸气活化的泥煤基、褐煤基和椰壳基粉状活性炭为例:
      泥煤基活性炭具有微孔和中孔,可供多种应用;
      褐煤基炭具中孔较多,而且还有较大的中孔,提供优良的可入性;
      椰壳基炭中主要是微孔,仅适用于低分子的去除。
      化学品活化的活性炭是非常多孔的,多在微孔和中孔范围,但是,比较水蒸气活化的活性炭、化学品活化的活性炭的孔表面是较少疏水性和较多负电荷。
      以挤压型和破碎型粒状活性炭为例:
      泥煤基挤压型活性炭能制成各种不同孔大小分布的品种。微孔为主的品种主要用于气相应用的黄金回收。既有微孔又有中孔的品种大都用于液相应用,如水纯化中吸附小分子和大分子的杂质。
      破碎型煤基炭兼有微孔和中孔,可供多种目的的应用。
      褐煤基或椰壳基的粒状活性炭与粉状炭一样具有相同的微孔和中孔结构。

    10、影响粉状活性炭应用的主要性质是什么

    应用粉状活性炭,尤其大量应用,最影响效果和成本的活性炭主要性质是:吸附量;可滤性或沉降性;堆积密度;粉末大小、水分、灰分、PH值和可溶物。
    a. 吸附量
    活性炭吸附量的大小关系着活性炭用量的多少。
    b. 可滤性
    可滤性是指液体在最小压力下通过一定截面和滤饼深度取得最大澄明滤液的快慢程度。可滤性有赖于原料粒子形状、研磨粒子大小和大小的分布。可滤性差异导致过滤周期短,增加炭处理的费用。
    c. 堆积密度
    堆积密度是指100mL量筒中堆装活性炭的质量。当滤去粉炭时,其中有多少千克的活性炭和多少保留在滤饼中的处理液体,都为炭的堆积密度所决定。当以沉降法去除粉状活性炭时,较高堆积密度的活性炭提供较快的沉降率,较少的渣脚,需要搬运或脱水的处理也就简便。

    11、 活性炭的比表面积越大、吸附力一定越大吗?

    一般来说活性炭的比表面积(BET)越大,吸附力也越大,但是有时候却不一定。
      BET是用氮气或丁烷的吸附方法测出活性炭总表面积的一种广用的参数。按理BET越大,吸附力就越大。可是在实际应用中这概念有局限性,因为活性炭的孔有大孔、中孔和微孔的区别,有时仅有部分的孔适合于某类大小吸附物的进入。
      在液相应用中,通常有机物的吸附值分子量(分子大小)的提高而提高。直到分子大到不能进孔为止。最理想的活性炭是具有大量恰好稍大于吸附物分子的孔。孔太小,吸附物进不了;孔太大,使单位体积的表面积减少。
      在气相应用中,小分子被吸附进入微孔。这时总表面积的概念是合用的。至于活性炭对金属络合物的吸附,涉及化学键的形成,也不是BET越大越好。

    12、 活性炭在液相中有哪些除杂作用

    活性炭在液相工艺中应用大都涉及去除杂质一类的精制或净化,其主要作用有:
      脱色、去除着色及其前体等杂质;脱臭、去除呈臭及其前体等杂质;脱异味杂质;脱硫类杂质;去除胶体类杂质;去除油类杂质;去除起泡类杂质;去除放射性类杂质;去除溶液中防碍过滤;结晶和纯度的杂质;去除水中三氯甲烷、氯等杂质;去除致浑浊杂质;去除热源杂质;去除废水中有害的杂质。

    13、 影响吸附有哪些因素

    影响吸附的因素有三方面:
         A、活性炭方面
         理想的活性炭要具有在多孔中能容纳最大重量的吸附质的内表面和大孔容。微孔多的活性炭倾向于吸附小分子,大孔多的活性炭倾向于吸附较大的分子。因此总表面和孔容的数据不能用来评估活性炭的可能有效性。
         B、吸附质方面
         一般有机物的吸附随着分子量的增加而增加,直至分子太大进不了炭孔。非极性有机物较极性有机物更易从水溶液中被吸附,有其他有机物混存时会影响吸附,一般无机物不易被吸附。易液化或高沸点的气体较易吸附。混合气体中,纯净状态下易被吸附的气体优先被吸附。
          C条件方面
        温度影响扩散速率和吸附平衡,扩散速率与黏率有关,提高温度会提高扩散速率,而达到平衡加快,但是最终的吸附量也较低。压力增高,气体的吸附量增大,尤其常压下吸附性较小的气体,这是变压吸附的基础。
         PH值会影响溶液中有色物的吸附。许多有色化合物在不同PH值下会改变结构和色泽,在不同的PH值下会改变结构和色泽,在不同的PH值下用同样的活性炭处理同样的溶液,一般在较代PH值下有较佳的吸附。
       由于活性炭制造时活化条件的不同而PH有异,为配合应用,活性炭PH值可在制造时调整。