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活性炭的吸附原理及使用说明

发布日期:2012-07-27  来源:大禹网
除了物理吸附之外,化学反应也经常发生在活性炭的表面。活性炭不仅含碳,而且在其表面含有少量的化学结合、功能团形式的氧和氢,例如羧基、羟基、酚类、内脂类、醌类、醚类等。这些表面上含有地氧化物或络合物可以与被吸附的物质发生化学反应,从而与被吸附物质结合聚集到活性炭的表面。

  活性炭的吸附原理及使用说明

  活性炭的吸附可分为物理吸附和化学吸附。

  物理吸附主要发生在活性炭去除液相和气相中杂质的过程中。活性炭的多孔结构提供了大量的表面积,从而使其非常容易达到吸收收集杂质的目的。就象磁力一样,所有的分子之间都具有相互引力。正因为如此,活性炭孔壁上的大量的分子可以产生强大的引力,从而达到将介质中的杂质吸引到孔径中的目的。必须指出的是,这些被吸附的杂质的分子直径必须是要小于活性炭的孔径,这样才可可能保证杂质被吸收到孔径中。这也就是为什么我们通过不断地改变原材料和活化条件来创造具有不同的孔径结构的活性炭,从而适用于各种杂质吸收的应用。

  除了物理吸附之外,化学反应也经常发生在活性炭的表面。活性炭不仅含碳,而且在其表面含有少量的化学结合、功能团形式的氧和氢,例如羧基、羟基、酚类、内脂类、醌类、醚类等。这些表面上含有地氧化物或络合物可以与被吸附的物质发生化学反应,从而与被吸附物质结合聚集到活性炭的表面。取一个典型的例子:水处理过程中活性炭可以与水中的亚氯酸盐发生反应使亚氯酸盐变成氯离子形式,从而达到去除水中亚氯酸盐的目的,使水不再有令人反感的味道和气味。

  果壳活性炭常用的活化炉的种类:

  (1) 斯列普炉:又称鞍式炉,因其活化带的耐火砖是马鞍型,原为法国专利,20世纪50年代由原苏联引进我国。后经一系列改进,成为我国目前生产颗粒状活性炭的最主要炉型。

  活化气体:水蒸气。

  主要优点:连续生产、产量大、质量高、过热蒸汽温度高、稳定、不需外部供热。

  主要问题:对原料要求高、造价高、技术要求高、维修费用大。

  (2) 焖烧炉:

  活化气体:燃煤所产生的高温烟道气。

  主要优点:简单投资省。

  主要问题: 耗燃料多、活化不均匀、劳动强度大、粉尘大。

  (3) 土耙炉:

  活化气体:水蒸气(空气)

  主要优点:最简易炉型。

  主要问题:得率低、质量不高、原始作坊式、污染环境。

  (4) 多管炉:

  活化气体:水蒸气

  主要优点:不需燃料、稳定、易控制、产量较大。

  主要问题:活化不均匀、炭质量不高、过热蒸汽温度低、耐火管易损坏、投资较大。

  (5) 回转炉:

  活化气体:烟道气、水蒸气

  主要优点:连续操作、活化较均匀、适合生产气相活性炭。

  主要问题:设备庞大、热效率差、耗燃料、成品质量较低。

  (6) 沸腾炉

  活化气体:空气、水蒸气。

  主要优点:气固接触好、活化均匀、机械化占地面积小。

  主要问题:间歇生产、易结渣影响正常操作、耗燃料。

  (7) 多层耙式炉

  活化气体:烟道气、水蒸气。

  主要优点:国外引进大型设备、活化强度大、产量大。适应多种产品。

  主要问题:投资大、技术要求高、操作费用较高。

  此外,还有多管沸腾炉、外溢流式沸腾炉、旋流喷动活化炉、隧道窑活化炉、斜板式活化炉、等。

  木质活性炭活化炉:活化炉的型式很多。国外活性炭制造工厂采用的炉型主要有竖炉、转炉和流化床炉等。

  (1) 竖炉:原由几个简单垂直的燃烧室构成,室壁砌以耐火砖。后来改进混料,又设法控制炉内气流的方向、速度和温度。该炉还可用来再生回收炭。

  (2) 转炉:是最通用的卧式活化炉。

  (3) 流化床炉:又称沸腾床炉,是固体粒子补充流体吹成悬浮状态,气固之间传热、传质速率快,但粒子磨损大,以前常以间歇法生产粉炭,现已民展成连续生产,并能制成而磨的粒炭。

  使用活性炭应该注意一下几点:

  1.使用前要清洗去除粉尘,否则这些黑色的粉尘可能暂时会影响水质的清洁度。但建议不要直接用新鲜的自来水冲洗,因为活性炭的多孔隙一旦吸附大量自来水中的氯以及漂白粉,在随后放置到过滤器中使用时对水质造成的破坏,相信勿需我多言。

  2.靠平时简单的清洗,是无法将活性炭的多孔隙中堵塞的杂物清洁干净的。所以,务必定期更换活性炭,以免活性炭因“吸附饱和”而失去功效。且更换的时机最好不要等它失效以后再更换,如此方可确保活性炭能不断地把水族箱水质中的有害物质去除。建议每月更换1-2次!

  3.活性炭的处理水质的效率与其处理用量相关,通常为“用量多处理水质的效果也相对好”。

  4.定量的活性炭被使用后,在使用初期应该经常观测水质的变化,并留意观测结果,以作为多长时间活性炭失效而更换的时间判断依据。

  5.在使用治疗鱼病的药剂时,应该暂时将活性炭取出,暂停使用。以免药物被活性炭吸附而降低治疗效 。
 

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