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活性炭加工方法都有那些?

发布时间:2019-07-23 15:48 来源:肯定得活性炭 作者:肯定得活性炭 阅读次数:
说到活性炭加工咱们都知道活性炭是用来吸附甲醛,净化水、吸附有害气体,等功能,那么活性炭是怎么加工出来的呢?下面就由肯定得小编为大家解答活性炭加工工艺流程:

一、椰壳活性炭加工方式:

椰子壳是椰干加工的副产品,是活性炭/木炭的良好材料( 图1(1052))。由椰子壳制成的活性炭(用CO2,水蒸气或化学化合物活化的炭)与其他材料(木材,稻壳,玉米芯)相比具有吸收颜色或香气的能力。它被用作食品和非食品工业的辅助材料(食用油,糖和化学物质净化的加工)。

一般来说,农民一级的椰子产量是

1吨/公顷,椰子壳副产品0.9吨,反过来可以产生0.36吨活性炭。活性炭价格为Rp 4,246,379.00 /吨(440.00美元),获得的收益为Rp 1,528,696.00(158.00美元)。

活性炭的加工

材料和设备

  • 椰子壳
  • 鼓或燃烧水槽( 图2(1013))
  • 烤箱
  • 塑料桶
  • 破碎机木材/铁
  • 排水盘
  • 蒸馏水
  • 筛子,100目

方法

  • 从其他材料中分离和清洁椰子壳,如椰子纤维或土壤。
  • 晒干。
  • 在300-500摄氏度的燃烧水槽或鼓上烧干椰子壳3-5小时。
  • 将木炭浸泡在化学溶液(CaCl2或ZnCl2 25%)中12-18小时,成为活性炭。
  • 用蒸馏水/清水洗净木炭。
  • 在室温下铺在托盘上排干。
  • 在烘箱中在110℃的温度下干燥3小时。
  • 用破碎机木材/铁将活性炭粉碎或精制成100目( 图3(1061))。
  • 用塑料包装活性炭。

质量标准

印度尼西亚工业部用SII 0258-79确定的活性炭 质量标准( 表1(1028))如下:

图像索引

图1椰子壳

图1椰子壳

图2鼓或燃烧水槽

图2鼓或燃烧水槽

图3粉状椰子壳

图3粉状椰子壳

二、活性炭加工设备:

作为定制热处理设备的领导者,FEECO 为您的活性炭生产和再生活需求提供直接和间接燃烧转窑

 

FEECO回转窑围绕工艺和产品目标而设计,非常坚固耐用,并且具有长寿命。除了单独的装置,FEECO还可以提供回转窑作为整个系统的一部分,包括必要的材料处理,废气处理和产品冷却设备。

活性炭回转窑
 

三、加工蒸汽活性炭

蒸汽活化主要用于椰子炭和煤炭。

椰壳活性炭


在蒸汽活性炭的生产中,首先加热椰子壳或煤以产生炭。然后在不存在氧气的蒸汽中在1,700°至1,800°F的高温下在炉中“活化”该炭。在蒸汽活化过程中,除去所有挥发性化合物,同时剥离一层又一层的碳原子,扩大现有的内部孔隙,并留下碳骨架。碳+蒸汽反应导致产生氢气和一氧化碳(C + H 2 O = H 2+ CO)。由于它的一氧化碳气体带有碳原子。通常3磅的原木将产生1磅的活性炭。这是“少即是多”这句话的完美例子。碳原子越少,内部空间越大。

一旦活性炭冷却,去除可溶性灰分,可以“水洗”*(需要大量的水)或“酸洗”(去除酸溶性灰分) )然后反复“水洗”以去除任何痕量的酸溶液。
(*不要让任何东西浪费,木炭“醋”有时被收集并作为商业苦味酸出售或加工成餐醋。)

由于蒸汽活化所需的温度非常高(600 - 1,200°C),这是传统烤箱(260°C)无法达到的温度,因此这种方法仅限于工业技术。

另一个巨大的限制因素是生产成本。世界每年使用大量的活性炭,因此需要在工业规模上进行生产,以极低的价格生产数百万吨的AC。这通常是在大型旋转钢制圆筒窑炉(长达180英尺,产量高达12.5公吨/小时)中完成,配有先进的热量和蒸汽输送系统。如果钱不是问题,那么个人需要首先设计一个更复杂的微型版本。将存在洗涤/漂洗,从热解处理废灰,管理废气和其他挑战的问题。净产品将远远超过批量生产的产品的成本,质量可能也是一个问题,因为烹饪温度和时间非常关键。除了构建自己的魅力之外,似乎成本太高,无法在家中制造蒸汽活性炭。

那么,你怎么做蒸汽活性炭?显而易见的是,对于小的个人数量,您不是为了技术挑战或财务支出而设立的。那么,你怎么能用化学活性炭做?它更便宜吗?

四、
加工化学活性炭

化学活化产生相同的最终结果 - 内表面积大大增加 - 但使用化学溶液来咀嚼内部结构。通常,木基活性炭是使用加热(450-900℃和磷酸商业制造的这种“活化”过程导致产生巨大的表面积 - 大约600至1,200平方米/克(m2 / g),这取决于所使用的原材料和工艺。工业模型再一次是大型钢制烤肉架。可首先对木材进行热解,然后将炭用磷酸饱和,然后进行受控再加热以增强碳原子的化学侵蚀,然后进行精细的洗涤循环以除去酸。该过程有时是优选的,因为它需要较少的热量和时间。

五、活性炭再生加工方法

1.传统活 性炭再生方法   

1.1热再生法   

热再生法是目前应用最多,工业上最成熟的活性炭再生方法。处理有机废水后的活性炭在再生过程中, 根据加热到不同温度时有机物的变化,一般分为干燥、高温炭化及活化三个阶段。在干燥阶段,主要去除活性炭上的可挥发成分。高温炭化 阶段是使活性炭上吸附的一部分有机物沸腾、汽化脱附,一部分有机物发生分解反应,生成小分子烃脱附出来,残余成分留在活性炭孔隙内成 为“固定炭”。在这一阶段,温度将达到800~900°C,为避免活性炭的氧化,一般在抽真空或惰性气氛下进行。接下来的活化阶段中,往反应釜 内通入CO2、CO、H2或水蒸气等气体,以清理活性炭微孔,使其恢复吸附性能,活化阶段是整个再生工艺的关键。热再生法虽然有再生效率 高、应用范围广的特点,但在再生过程中,须外加能源加热,投资及运行费用较高。   

1.2生物再生法   

生物再生法是利用经驯化过的细 菌,解析活性炭上吸附的有机物,并进一步消化分解成H2O和CO2的过程。生物再生法与污水处理中的生物法相类似,也有好氧法与厌氧法之 分。由于活性炭本身的孔径很小,有的只有几纳米,微生物不能进入这样的孔隙,通常认为在再生过程中会发生细胞自溶现象,即细胞酶流至 胞外,而活性炭对酶有吸附作用,因此在炭表面形成酶促中心,从而促进污染物分解,达到再生的目的。生物法简单易行,投资和运行费用较低, 但所需时间较长,受水质和温度的影响很大。   

1.3湿式氧化再生法   

在高温高压的条件下,用氧气或空气作为氧化剂,将处于液相状态 下活性炭上吸附的有机物氧化分解成小分子的一种处理方法,称为湿式氧化再生法。实验获得的活性炭最佳再生条件为:再生温度230°C,再 生时间1h,充氧pO20.6MPa,加炭量15g,加水量300mL。再生效率达到(45±5)%,经5次循环再生,其再生效率仅下降3%。活性炭表面微孔的 部分氧化是再生效率下降的主要原因。   
传统的活性炭再生技术除了各自的弊端外,通常还有三点共同的缺陷:

(1)再生过程中活性炭损 失往往较大;

(2)再生后活性炭吸附能力会有明显下降;

(3)再生时产生的尾气会造成空气的二次污染。因此,人们或对传统的再生技术进行改 进,或探索全新的再生技术。   

2目前新兴的活性炭再生技术   

2.1溶剂再生法   

溶剂再生法是利用活性炭、溶剂与被吸附质三者 之间的相平衡关系,通过改变温度、溶剂的pH值等条件,打破吸附平衡,将吸附质从活性炭上脱附下来。   

溶剂再生法比较适用于那些可 逆吸附,如对高浓度、低沸点有机废水的吸附。它的针对性较强,往往一种溶剂只能脱附某些污染物,而水处理过程中的污染物种类繁多,变 化不定,因此一种特定溶剂的应用范围较窄。   

2.2电化学再生法   

电化学再生法是一种正在研究的新型活性炭再生技术。该方法将 活性炭填充在两个主电极之间,在电解液中,加以直流电场,活性炭在电场作用下极化,一端成阳极,另一端呈阴极,形成微电解槽,在活性炭的阴 极部位和阳极部位可分别发生还原反应和氧化反应,吸附在活性炭上的污染物大部分因此而分解,小部分因电泳力作用发生脱附。该方法操 作方便且效率高、能耗低,其处理对象所受局限性较小,若处理工艺完善,可以避免二次污染。   

实验结果表明,电化学再生活性炭具有较 高的再生效率,可达到90%。此外,对工艺参数的研究表明,再生位置是活性炭再生工艺中最重要的影响因素,电解质NaCl浓度是较重要的影 响因素,再生电流和再生时间对活性炭的电化学再生也有一定的影响。   

2.3超临界流体再生法   

据最近的研究资料表明,在CO2的临 界点附近,再生效率的变化很大;对未被烘干的活性炭,则需要延长其再生时间。对氨基苯磺酸而言,CO2超临界流体法再生的最佳温度为 308K,当温度超过308K时,再生不受影响;当流速大于1.47×10-4m/s时,流速不影响再生;用HCl溶液处理后,会使活性炭再生效果明显改善。 研究表明经超声波再生后,再生排出液的温度仅增加2~3℃。每处理1L活性炭采用功率 为50W的超声发生器120min,相当于每m3活性炭再生时耗电100kWh,每再生一次的活性炭损耗仅为干燥质量的0.6%~0.8%,耗水为活性 炭体积的10倍。但其只对物理吸附有效,目前再生效率仅为45%左右,且活性炭孔径大小对再生效率有很大影响。   

2.4微波辐照再生法   

微波辐照再生法是在热再生法基础上发展起来的活性炭再生技术。其原理是以电为能源,利用微波辐照加热实现再生。试验中的最佳 再生效率出现在功率为HI(W),辐照时间约为80s时。比较极差S可知,对再生后活性炭碘值恢复影响最大的是微波功率,其次是辐照时间,最 后是活性炭的吸附量。微波辐照法再生活性炭的时间短。能耗低、设备构造简单,具有较好的应用前景。然而,在微波加热使有机物脱附过 程中,是否有其它的中间产物产生等问题还有待于进一步研究。   

2.5催化湿式氧化法   

传统湿式氧化法再生效率不高,能耗较大。再 生温度是影响再生效率的主要原因,但提高再生温度会增加活性炭的表面氧化,从而降低再生效率。因此,人们考虑借助高效催化剂,采用催 化湿式氧化法再生活性炭。同济大学水环境控制与资源化研究国家重点实验室的科研人员正在开展此方面的研究。随着可持续发展观念 的深入人心,活性炭再生工艺与技术日益得到人们的重视。一些传统的活性炭再生技术与工艺在近几年有了新的改进与突破。同时新再生 技术也在不断涌现。虽然这些新兴技术在工艺路线上还不成熟,目前尚无法投入工业使用。但它们的出现为活性炭的再生带来了新思路与 新探讨。

总结:活性炭加工方法以上就是肯定得活性炭小编从网上收集而来的,如果有问题,请大家指出来让小编进行改正,把活性炭加工这块填补国内空白的知识!


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