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果壳活性炭再生原理及再生过程

编辑:Admin 发布时间:2019-12-02 浏览

果壳活性炭再生原理及再生过程

    果壳活性炭因其具有强大的吸附性,目前在多行业中被广泛使用,在经过一段时间后,吸附值达到饱和,为了降低成本节约经济,这时就需要再生处理。果壳活性炭的吸附过程就是果壳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,而果壳活性炭的再生就是采取各种办法破坏原有平衡条件,从而使吸附质从果壳活性炭中去离。
    针对可逆气相吸附,通常采用的方法是通入120℃以上的加热蒸气使吸附质脱除,从而使果壳活性炭恢复吸附力,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为CO2、H2O,从而使果壳活性炭再生,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,活性在水处理中用量最大,但吸附能力最多只利用利用了其质量的30%~40%,根据中国目前的水价,以活性作为处理药剂成本较高,因此为降使经济效益最大化,对果壳活性炭的再生是必要的。水处理用活性适宜的再生生产成本方法为热再生法。
    果壳活性炭再生主要方式有:
    1、改变吸附质的化学性质,降低吸附质与果壳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、用对果壳活性炭亲和力强于吸附质且相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,从而使果壳活性炭再生;
    4、用外部加热、升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。
    目前一般认为果壳活性炭的加热再生过程主要有以下三个阶段。
    1、饱和果壳活性炭的干燥阶段般使用过的果壳活性炭含水率约为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%才能使果壳活性炭中的水分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、吸附物质的炭化阶段将水分和部分低沸点有机物蒸发后进一步升高温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果壳活性炭孔内。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果壳活性炭的强度下降。
    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果壳活性炭孔隙内的固定碳除去,从而重新打开被堵塞的孔隙,使果壳活性炭的吸附能力得到基本恢复
    水蒸气的活化效果优于二氧化碳,能显著恢复果壳活性炭微孔容积。一般水气用量为饱和炭质量的80%~100%;氧气的氧化性强,易造成果壳活性炭本体果壳活性炭制造与应用多消耗,因此较少采用,或者用空气替代。但也有报道指出氧气含量在1%-2%范围内对再生效果影响不大。

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