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活性炭应用
来源:www.029mlhg.com发表时间:2018-04-27

  活性炭应用

  水处理行业

  活性炭作为一种环境友好型吸附剂,具有较强的吸附性和催化性能,原料充足且安全性高,耐酸碱、耐热、不溶于水和有机溶剂、易再生等优点,对水中溶解的有机污染物如苯类化合物、酚类化合物、石油及石油产品等具有较强的吸附能力,而且对用生物法和其他化学法难以去除的有机污染物,如色度、亚甲基蓝表面活性物质、除草剂、杀虫剂、合成染料及许多人工合成的有机化合物都有较好的去除效果;此外,活性炭对电镀废水和冶炼工业废水中的重金属也有较强的吸附能力;对水质浑浊有明显的澄清作用,可以除去水中的异臭、异味,对细菌也有极好的过滤作用。因此,活性炭在水处理中越来越受到重视。但是,由于普通活性炭存在灰分高、孔容小、微孔分布过宽、比表面积小和吸附选择性能差等特点,加上其表面官能团及电化学性质的一些限制,使其对污染物的吸附去除作用有限,远远不能满足国内外市场的要求。因此,有必要对其结构和性质进行改性,以增大其吸附能力,缓解水污染压力。

  目前,改性活性炭材料被广泛用于污水处理领域,在水环境污染治理方面越来越显示出其诱人的美好前景。

  (1)城市污水处理

  废水中的一些有机物是难于为微生物或一般氧化法所氧化分解的,如酚、苯、石油及其产品、杀虫剂、洗涤剂、合成染料、胺类化合物以及许多人工合成有机物,经生化处理后很难达到对排放要求较高的水体中排放的标准,也严重影响废水的回用,因此需要深度处理。

  由于活性炭对有机物的吸附能力大,在废水深度处理中得到广泛的应用,具有以下优点:

  ①处理程度高,城市污水用活性炭进行深度处理后,BOD可降低99%,TOC可降到1~3mg/L。

  ②应用范围广,对废水中绝大多数有机物都有效,包括微生物难于降解的有机物。

  ③适应性强,对水量及有机物负荷的变动有较强的适应性能,可得到稳定的处理效果。

  ④粒状炭可进行再生重复使用,被吸附的有机物在再生过程中被烧掉,不产生污泥。

  ⑤可回收有用物质,例如用活性炭处理含酚废水,用碱再生吸附饱和的活性炭,可以回收酚钠盐。

  ⑥设备紧凑、管理方便。

  (2)饮用水深度处理

  活性炭吸附是建立在常规给水处理基础上,一般设置在砂过滤之后,也可与砂滤料组成双层滤料过滤或以活性炭过滤代替砂过滤。

  在利用活性炭吸附进行饮用水深度处理的过程中,发现在活性炭滤料上生长有大量的微生物,使出水水质提高且再生延长,于是发展了一种经济有效的去除水中的微污染物质的生物活性炭工艺,流程为原水—(加入混凝剂)—澄清—过滤(加入臭氧)再利用活性炭吸附,最后是出水。

  其他行业

  石化行业

  无碱脱臭(精制脱硫醇)——重催的精制装置

  乙烯脱盐水(精制填料)——乙烯装置

  催化剂载体(钯、铂、铑等)——苯乙烯、连续重整装置

  水净化及污水处理——上水及下水的深度处理

  电力行业

  电厂水质处理及保护——锅炉装置

  对NO、NOx等有害气体的吸附——锅炉尾部烟道

  化工行业

  化工催化剂及载体、气体净化、溶剂回收、及油脂等的脱色、精制

  食品行业

  饮料、酒类、味精母液及食品的精制、脱色、提纯、除臭、香烟滤嘴

  黄金行业

  黄金提取——适用炭浆法、堆浸法提金工艺

  尾液回收——金矿的废物利用及环境保护

  环保行业

  用于污水处理、废气及有害气体的治理、气体净化

  我国的煤炭燃烧过程中排放出的SO2和NOx是主要的大气污染物,而改性后活性炭材料的脱硫、脱硝处理效果好,投资运行费用低,且易于再生利用等优点而引起人们的关注。

  家用

  活性炭吸附法去除室内污染是应用最广泛、最成熟、最安全、效果最可靠、吸收物质种类最多的一种方法。活性炭作为一种优良的物理、化学吸附剂,越来越受到人们的重视。

  高效环保活性炭包能够吸附空气中的甲醛、氨、苯、二甲苯、氡等室内所有有害气体分子,快速消除装修异味,均匀调节空间湿度,对于居室、家具衣橱、书柜、鞋柜、鞋内、冰箱、卫生间、地板、鱼缸、汽车、空调、电脑、办公、宾馆及娱乐场所,都有很好的效果,它是甲醛的克星,杀毒的专家。

  空气净化:用活性炭摆放在室内有效的吸收空气中含有的甲醛\二甲苯等有害物质(特别是新装修的房子)。

  家具去异味:活性炭可适用于新买的家具放于橱柜\抽屉\冰箱中,也可放在鞋子里面除臭味。

  汽车除味:新车一般都含有很多的有害物质\难闻刺鼻的气味,用活性炭可以有效的去除。

  木地板防潮、吸味、汽车汽油蒸发污染控制,各种浸渍剂液的制备等,比如活性炭可以作为活性碳罐的填充物用来生产摩托车碳罐、汽车碳罐等。

  ⑴公元前1550年,埃及有作为医用的记载;

  ⑵公元前460~359年,希腊医生Hippocrate用以治羊癫疯;

  ⑶1518~1593年,中国李时珍的《本草纲目》中提及用于治病;

  ⑷1993年有外用于溃疡;

  ⑸1794年,英国有家糖厂用于加速脱色。上述例证应用的都是木炭,不是活性炭。

  活性炭作为人造材料,是在1900年和1901年才发明的,发明者RaphaelvonOstrejko,取得英国专利B.P.14224(1900);英国专利B.P.18040(1900)德国专利Ger.P.136792(1901)。

  他发明将金属氯化物炭化植物源原料或用二氧化碳或水蒸气与炭化材料反应制造活性炭。1911年在奥地利维也纳附近的工厂首次用于工业生产,当时产品是粉状活性炭,商品名使Epomit;同年在荷兰有Norit上市;1912年在捷克斯洛伐克有Carboraffin出售。(Ger.Pat.290656)。

  历史阶段

  回顾百年来世界活性炭应用的历史,不妨粗略划分为三个阶段:

  ⑴第一阶段,从20世纪初到约20世纪20年代为萌芽阶段:

  ⑵第二阶段,从约20世纪20年代中期为成长阶段;

  ⑶第三阶段,从20世纪中期到20世纪末期为发展阶段,发展成为环保大应用阶段。

  这三个阶段可用活性炭应用历程中两件历史性大事。作为划分的界限。

  历史事件

  第一件大事是活性炭防毒面具,在20世纪20年代在第一次世界大战中的应用。可以以此作为划分活性炭应用历史的第一阶段和第二阶段的界限。

  活性炭在初期主要应用是粉炭在糖业中逐步代替了原来的骨炭。在20世纪20年代的第一次世界大战中出现的颗粒大量应用于防毒面具。这是工业化学史上辉煌的一页。当时荷兰的Norit和捷克斯洛伐克、德国、法国、瑞士等国的制造商和批发商曾成立一个联合公司,说明在欧洲萌芽的活性炭也是被广为看好的新兴产业。

  通过防毒面具应用的推动,活性炭历史进入了第二阶段,活性炭市场不断扩大,活性炭的吸附和催化功能在众多行业的精制、回收、合成上的应用陆续开发,美国等的活性炭厂陆续开设。在20世纪中叶不断拓展应用面的活性炭,被视为“万能吸附剂”。

  第二件大事是活性炭除臭作用,在20世纪40年代数以百计的自来水厂中采用了活性炭除臭。以此作为划分活性炭应用历史的第二阶段与第三阶段的界限。

  1927年,美国芝加哥自来水厂发生了广大居民难以接受的自来水恶臭事故,这是由于原水中的苯酚和消毒用的氯生成异臭所致。德国等地的自来水厂也发生了同样的事故,这些事故都是用活性炭来解决的。

  此后,随着环境保护日益受到重视,政府法令的日趋严格。活性炭不仅在净水方面,而且在净气等方面的用量剧增,使得在20世纪的后半叶,环保产业成为活性炭应用的大户。由此活性炭历史进入了第三阶段,即发展阶段

  中国活性炭应用史

  1、第一阶段是20世纪40年代以前,中国制药工业、化学工业中使用活性炭量大,都用进口货,例如用Carboraffin牌的活性炭。

  2、第二阶段自20世纪50年代初开始,国产活性炭上市。1951年沈阳和抚顺的单管炉厂、青岛的反射炉闷烧法厂、上海的电热活化法厂,接着有氯化锌活化法厂,1958年福建、杭州、广州、烟台、东北等地纷纷建厂,1966年太原开创斯列普活化法厂,随后中国陆续开设数以百计的斯列普炉厂。此外,还有不少的转炉、粑式炉等工厂。总生产能力从1951年的三五十吨猛增到20世纪80年代的近十万吨。

  生产与应用相互促进,活性炭的应用范围被迅速开拓。从原来单一的通用炭向多种的专用炭发展,例如净水炭、糖炭、味精炭、油脂炭、黄金炭、载体炭、药用炭、针剂炭、试剂炭等等,足见活性炭因国内经济蒸蒸日上而应用量速增,又因产量扩大、成本降低而使出口量上升。中国活性炭的应用,不仅在国内市场发展,而且进入了国际市场。

  3、第三阶段2003-至今;活性炭应用于装修污染治理,利用先进的造孔技术将活性炭,使其具备与室内有害气体分子大小相匹配的孔隙结构,专用于吸附甲醛、苯系物、氨、氡等所有对人体有害的气体及空气中的浮游细菌。具有吸味、去毒、除臭、去湿、防霉、杀菌、净化等综合功能,有效清除室内环境污染成功应用于装修污染治理。各大市场和超市的家用活性炭众多,活性炭已走进千家万户,成为健康时尚的环保产品。


  

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