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活性炭吸附塔中活性炭的再生条件和方法

来源:未知    作者: 本蓝环保; 发布日期:2021-09-15 17:27

活性炭吸附塔中活性炭的再生条件和方法
 
活性炭是一种微晶层状结构,既有催化作用又有吸附作用,已经使用了100多年。如今,活性炭已经成为一种基础材料,广泛应用于工业、农业、国防、科技、环保和日常生活中。由于活性炭价格昂贵,研究活性炭技术,提高其经济效益迫在眉睫。
1活性炭的条件和方法。
1.1活性炭的条件。
活性炭的吸附过程是活性炭、吸附质和溶剂形成吸附的平衡过程。
要脱附和恢复活性炭的活性,必须破坏原有的平衡条件。方法如下:
(l)改变吸附质的化学性质;(2)用对被吸附物具有强亲和力的溶剂提取被吸附物;(3)用对活性炭具有高亲和力的物质代替吸附质;然后用置换物质脱附,得到活性炭;(4)外加热,升高温度改变平衡条件,吸附容量随温度升高而降低,使吸附质脱附;(5)降低溶剂中的溶质浓度(或压力)以脱附吸附质;(6)通过分解或氧化去除吸附质(有机物)。
1.2活性炭法。
活性炭的效果取决于吸附性能的恢复程度和活性炭的损耗程度。一般有7%~8%的活性炭一次流失,所以经过10~14次就可以得到新的活性炭。
传统活性炭的方法和技术研究。
2.1化学药剂法。
化学试剂法是将被吸附物进行化学反应,然后提取并置换,从而脱附其被吸附物。该方法包括无机试剂法和有机溶剂法。
2.1.1无机试剂法(酸或碱法)。
无机试剂法是用无机酸或碱等试剂对吸附的有害物质进行洗涤和反应。
吸附水处理中高浓度苯酚的饱和碳与氢氧化钠反应,脱附的苯酚以酚钠的形式回收。
用于吸附处理重金属废水的饱和碳也用这种方法处理。
2.1.2有机溶剂法。
有机溶剂法是在溶剂的萃取下,用苯、丙酮或甲醇等有机溶剂脱附吸附在活性炭上的有机物的方法。
吸附废水中的高浓度苯酚也可以使用溶剂,即苯、丙酮、甲醇等有机溶剂提取吸附的污染物。
焦化厂有机溶剂处理煤气洗涤废水和饱和碳的工艺流程。
有机溶剂活性炭法的缺点是效率低。活性炭使用几周后吸附能力会下降,需要补充新的活性炭,丢弃一些废炭。污染物可以通过焚烧消除,溶剂洗涤剂可以通过蒸馏分离。
2.2加热方法
根据热重曲线(t(;a)可分为三种类型:易脱附型、热脱附型和难脱附型。
(l)易脱附型可通过加热至300℃进行脱附,如低沸点的烃类和芳香族有机物。
(2)在热分解脱附式加热中,以易挥发的形式脱附,另一部分碳化,如聚乙烯醇类有机物。
(3)难脱附型的重量变化缓慢,活性炭微孔中残留大量残碳,如苯酚、木质素等。根据活性炭吸附有机物热分解的难易程度和脱附温度的差异,将难脱附类型分为低温加热和高温加热。
2.2.1低温加热方法。
吸附浓度高、有机物易脱附的饱和碳、气体吸附用活性炭易脱附。一般采用蒸汽,温度控制在100~200℃。该过程在吸附塔中进行,并且脱附的蒸汽被冷凝和回收用于再利用。
2.2.2高温法。
吸附在液相中的活性炭由于吸附颜料、杂质等多种污染物,在低温下难以热解挥发。因此,采用高温法处理饱和碳。
高温法的温度一般控制在700~1000℃,但有时吸附质仍不能脱附,活性炭表面仍残留一些碳化物。因此,有必要引入水蒸气和其他氧化锌气体来进一步活化它。高温活化法需要三个阶段:干燥、碳化和活化。
(l)干燥阶段。
当加热到100~130℃时,饱和碳吸附的水分会析出,因为饱和碳的含水量高(40%-50%),水分的蒸发需要消耗过程中总热量的50%。
(2)碳化阶段。
有机物受热挥发炭化,炭化温度为150-170℃。
(3)激活阶段。
炭化阶段残留在活性炭微孔中的碳,需要通过引入水蒸气和CO2气体进行活化,在850℃左右气化成CO、CO2等气体,这样微孔就可以被清洗,吸附能力又可以恢复。
活性炭的性能随着次数的增加而逐渐下降。在此过程中,沉积的灰分,如碱金属氧化物和铁,对活性炭基体的燃烧有催化作用。灰分的增加使碘值降低。如果用盐酸处理饱和碳,可以提高碳的性能。
一般活化温度为800~950℃,活化时间为20 ~ 40分钟,注气量为0.8 ~ 1.0千克/(千克碳),尾气中残余氧含量小于1%,CO含量为2.3%。高温炭吸附性能回收率大于95%,炉内烧损率小于5%。
2.3生物法。
首先用生物法将培养的菌株应用于饱和碳的脱附,然后将吸附的有机物分解成水和CO2,制成饱和碳。
生物法对易吸附和生物降解的污染物效果显著,吸附的有机物分解为H2O和CO2,否则可能被活性炭重新吸附。
生物法是一种有前途的简单方法。缺点是时间长,吸附力恢复有限。