活性炭工藝精選課件

1、活性炭工藝精選課件活性炭工藝精選課件簡介： 發(fā)達的孔隙面積 巨大的比表面積 良好的穩(wěn)定性質 很強的吸附能力 優(yōu)異的可再生性 活性炭為一種特殊的碳質材料，其優(yōu)良特點有：簡介： 活性炭為一種特原料和分類 幾乎任何含碳原料都可用來制活性炭，生產原料有廢咖啡渣、廢塑料、玉米芯、和污水處理產生的沉淀物等。最初用于活性炭生產的原料有煤、焦炭、木片、鋸末、椰殼、石油焦分、泥煤等。 活性炭按外觀形狀可分為：粉狀活性炭、顆粒炭、球狀活性炭、成形活性炭、活性炭纖維等。原料和分類 幾乎任何含碳原料都可用來制活性應用飲用水凈化糖液脫色地下水處理廢水處理礦石浮選醫(yī)藥方面食品、飲料和食用油 干洗電鍍化學過程和其他應用飲用

2、水凈化醫(yī)藥方面活性炭的化學組成元素組成：C.O.H.Cl等有機官能團：羧基、 酚羥基、醌型羰基，此外還有醚、過氧化物、酯、熒光素式內酯、二羧酸酐、環(huán)狀過氧化物等。表面氧化物 活性炭的化學組成元素組成：C.O.H.Cl等活性炭微觀結構 游離態(tài)碳有三種存在方式：結晶態(tài)碳：金剛石、石墨、卡賓碳微晶質碳：以石墨狀微晶為結構主體的游離態(tài)碳類物質，如炭黑、木炭、活性炭、焦炭、無煙煤等無定形碳：瀝青活性炭為一種類石墨狀結構的微晶質炭活性炭微觀結構 活性炭孔隙結構杜比寧建議，按孔隙半徑可分為：大孔(d/2100nm) 過渡孔(d/2=2100nm) 微孔(d/22nm) 活性炭孔隙結構杜比寧建議，按孔隙半徑可

3、分為：大孔比孔容積為0.20.8cm3/g，比表面積為0.52m2/g因其比表面積不大，吸附量有限。 具有吸附質經它而進入其內部的過渡孔、微孔的通道作用。大孔中主要進行的是多分子層吸附。因此可以應用BET理論之類的多層吸附理論。當活性炭用做催化劑載體時，較大的孔隙作為催化劑附著的部位可能時比較重要的。大孔比孔容積為0.20.8cm3/g，比表面積為0.52過渡孔(又叫中孔）比孔容積較小，為0.020.10cm3/g，比表面積為2070m2/g，不超過其總比表面積的5。與大孔類似，過渡孔也具吸附質通過它而進入其內部微孔的通道作用?？梢詰妹毠苣劾碚?。在氣相色譜中，過渡孔通過毛細凝聚作用吸附并

4、將吸附質凝聚成液體狀態(tài)；液相色譜中，特別在吸附焦糖色之類大分子物質時，過渡孔具重要作用。過渡孔(又叫中孔）比孔容積較小，為0.020.10cm3/微孔比孔容積為0.200.60cm3/g，對吸附來說，微孔是最重要的，由于其有很大的比表面積和比孔容積，其比表面積可達每克幾百平方米，甚至超過1000m2。比表面積約占總比表面積的95%。巨大的比表面積賦予微孔很大的吸附容量，其孔徑決定了其對于濃度極低的吸附質仍有良好的吸附能力。微孔是吸附的主要場所，在吸附質分壓比較低的氣相吸附中顯得尤為重要。可應用容積充填理論吸附量不但由比表面積決定，而且也可以用孔隙容積決定得理論。微孔比孔容積為0.200.60c

5、m3/g，對吸附來說，微孔活性炭吸附理論弗萊因得利希經驗方程式朗格繆爾方程式（單分子層吸附）BET方程式（多分子層吸附）活性炭吸附理論弗萊因得利希經驗方程式影響吸附的各種因素除氣（定量測定之前須將覆蓋的物理吸附膜除去）壓力（在結果準確和壓力一致情況下可適當提高除氣壓力）溫度和時間吸附質實驗室間的試驗影響吸附的各種因素除氣（定量測定之前須將覆蓋的物理吸附膜除去毛細凝聚現(xiàn)象 當可凝性氣體在膜微孔中的壓力高于氣體在孔內的飽和蒸氣壓時，可能產生毛細管凝聚。由于孔內凝聚液體的阻塞作用，導致非凝聚性氣體的滲透速率下降，膜的選擇性提高。氣體在微孔(毛細管)中產生凝聚應符合Kelvin方程。方程表明，當凝聚物

6、質與膜材料之間的接觸角90時，毛細管凝聚才有可能發(fā)生。毛細凝聚現(xiàn)象 當可凝性氣體在膜微孔中的壓滯后現(xiàn)象經典模型：墨水瓶模型 吸附時，氣體壓力由低到高，當達到一定壓力pn時，瓶口開始發(fā)生凝聚，但瓶內尚未發(fā)生凝聚，直到蒸汽壓力逐漸增加到pb時，瓶內才完全凝聚。在脫附時，蒸汽壓力由高到低，當降低到pb時，瓶體內的凝聚液應該蒸發(fā)，但還沒降到瓶口蒸發(fā)時的相應壓力pn。因而瓶口的液體阻礙了瓶體內液體的蒸發(fā)。一直到壓力降低到pn。瓶口液體蒸發(fā)后，瓶體內的液體才能蒸發(fā)。因此，在同一壓力下脫附過程的液體蒸發(fā)量偏小，即脫附支上的吸附量高于吸附支上的吸附量，因而在吸附等溫線上就出現(xiàn)滯后環(huán)。滯后現(xiàn)象經典模型：墨水瓶模

7、型 物理活化法（氣體活化法）：將炭化物加熱到某一溫度并通入氣體活化劑如CO2、O2（空氣）、水蒸汽等進行活化?；瘜W活化法：將含碳物質與化學藥品活化劑混合，然后炭化、活化，制取活性炭?；钚蕴可a方法 物理活化法（氣體活化法）：將炭化物加熱到某一溫度并通入氣體氣體活化法活化原理 木材炭化期間，大部分非碳元素氫和氧在高溫下以氣體形式脫除，而不含氫氧元素的碳形成類似石墨的基本微晶結構，基本微晶的相互排列是不規(guī)則的，微晶之間留有空隙。 常用三種過程來解釋活化過程中產生孔隙的活化機理： 1.原有閉塞孔的開放 2.原有孔隙的擴大 3.某些結構經選擇性活化而產生新孔氣體活化法活化原理 木材炭化期間，大活性炭的再生 通過除去活性炭孔隙中所吸附的物質可以使活性炭得到再生。采用的再生方法取決于活性炭的類型和吸附物質的性質。再生工藝最重要的設備使再生爐。再生分三個階段：干燥、分解和活化。 再生方法有：熱再生溶劑和化學藥品再生生物再生法管式爐法光再生等活性炭的再生 通過除去活性炭孔隙中所吸附活性炭發(fā)展展望 隨著環(huán)境問