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活性炭再生原理简述

来源:原创 | 发布时间:2019/1/8 |

      活性炭的吸附过程就是活性炭与吸附质之间的相互作用而形成一定的吸附平衡关系,而活性炭的再生就是采取各种办法破坏原有平衡条件,从而使吸附质从活性炭中离去。主要方式有:1.改变吸附质的化学性质,降低吸附质与活性炭表面的亲和力;2.用对吸附质亲和力更强的溶剂萃取;3.用哪个对活性炭亲和力强于吸附质且对更易脱除的物质将吸附质置换出来,然后将置换物质脱附,从而使活性炭再生;4.用外部加热,生高温度的办法改变平衡条件使吸附质脱除;5.降低溶剂中溶质浓度(或压力)使吸附质脱附;6.使吸附物(有机物)分解或氧化而除去。
      针对可逆气相吸附,通常采用的方法是通入120℃以上的加热蒸汽使吸附质脱除,从而使活性炭恢复吸附力;针对有机物的不可逆吸附,实际操作中多采用高温加热处理使吸附质分解,从而使活性炭再生;针对无机物的吸附则常采用酸洗方法进行再生处理。在诸多应用领域中,活性炭在水处理镇魂女鬼用量最大,但吸附能力最多只利用了其质量的30%-40%。根据中国目前的水价,以活性炭作为处理药剂成本较高。因此为降低生产成本,使经济效益最大化,对活性炭的再生是必要的。水处理用活性炭最适宜的再生方法为热再生法。一般认为活性炭的加热再生过程主要有以下三个阶段。
       1.饱和活性炭的干燥阶段  一般使用过的活性炭含水率约为50%,而水的比热容大,因此需要整个热再生过程所需热量的50%才能使活性炭中的水份和部分低沸点有机物蒸发。此外干燥过程将占用再生炉容积的1/3以上。因此,为了降低再生成本,设定适当的干燥条件非常重要。
       2.吸附物质的碳化阶段   将水分和部分低沸点有机物蒸发后进一步升高温度,在350℃之内,其余低沸点有机物便可脱离除去,当温度进一步升高达到800℃,挥发性低且热稳定性相对较高的有机物则将在吸附状态下分解,最终以固定碳的形式残留于活性炭孔内。值得注意的是炭化阶段的升温速率应控制在一个合理的范围,若升温速率过快则所吸附的有机物将在短时间内大量释放,这些气体的冲击作用将在一定程度上造成颗粒活性炭的强度下降。
       3.炭化有机物的活化阶段   在800-1000℃下,使用水蒸气、二氧化碳、氧气等氧化性气体将炭化过程中部分有机物残留于活性炭孔隙内的固定碳除去,从而重新打开被堵塞的孔隙,使活性炭的吸附能力得到基本恢复。
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