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活性炭吸附箱
1 活性炭定義及元素組成
活性炭是一種黑色多孔的固體炭質(zhì)。早期由木材、硬果殼或獸骨等經(jīng)炭化、活化制得，后改用煤通過粉碎、成型或用均勻的煤粒經(jīng)炭化、活化生產(chǎn)。主要成分為碳，并含少量氧、氫、硫、氮、氯等元素。活性炭在結(jié)構(gòu)上由于微晶碳是不規(guī)則排列，在交叉連接之間有細孔，在活化時會產(chǎn)生碳組織缺陷，因此它是一種多孔碳，堆積密度低，比表面積大。普通活性炭的比表面積在500～1700 m2/g間。具有很強的吸附性能，是用途極廣的一種工業(yè)吸附劑。
活性炭在元素組成方面，80%-90%以上由碳組成，這也是活性炭為疏水性吸附劑的原因?；钚蕴恐谐荚赝猓€包含布兩類摻和物：一類是化學結(jié)合的元素，主要是氧和氫，這些元素是由于未完全炭化而殘留在炭中，或者在活化過程中，外來的非碳元素與活性炭表面化學結(jié)合，如用水蒸氣活化時，活性炭表面被氧化或水蒸氣氧化；另一類摻和物是灰分，它是活性炭的無機部分，幾種活性炭的元素組成 。活性炭行家可以看出，活性炭還含有少量的氫和氧，氯化鋅法活性炭中含有少量的Cl。
2 活性炭的工作原理
活性炭是由含炭為主的物質(zhì)作原料，經(jīng)高溫炭化和活化制得的疏水性吸附劑?；钚蕴亢写罅课⒖祝哂芯薮蟮谋缺砻娣e，能有效地去除色度、臭味，可去除二級出水中大多數(shù)有機污染物和某些無機物，包含某些有毒的重金屬。影響活性炭吸附的因素有：活性炭的特性；被吸附物的特性和濃度；廢水的PH值；懸浮固體含量等特性；接觸系統(tǒng)及運行方式等?；钚蕴课绞浅鞘形鬯呒壧幚碇凶钪匾钣行У奶幚砑夹g(shù)，得到廣泛的應用。
活性炭能有效吸附氯代烴、有機磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑，還能吸附苯醚、正硝基氯苯、萘、乙烯、二甲苯酚、苯酚、DDT、艾氏劑、烷基苯磺酸及許多酯類和芳烴化合物。二級出水中也含有不被活性炭吸附的有機物，如蛋白質(zhì)的中間降解物質(zhì)，比原有的有機物更難被活性炭吸附，活性炭對THMS的去除能力較低，僅達到23-60%?；钚蕴课椒ㄅc其他處理方法聯(lián)用，出現(xiàn)了臭氧-活性炭法、混凝-吸附活性炭法、Habberer工藝、活性炭-硅藻土法等，使活性炭的吸附周期明顯延長，用量減少，處理效果和范圍大幅度提高。
活性炭吸附技術(shù)，誕生于第一次世界大戰(zhàn)時期，在殘酷的毒氣戰(zhàn)中官兵們佩帶防毒面具保護自己。2003年非典時期，醫(yī)生護士們乃至眾多普通百姓都用活性炭口罩作為自己最后的防線！這些足以證明，活性炭吸附技術(shù)成為目前最成熟的有害氣體吸附治理技術(shù)。活性炭是一種多孔的含碳物質(zhì)，其發(fā)達的空隙結(jié)構(gòu)使它具有很大的表面積，所以很容易與空氣中的有毒有害氣體充分接觸，活性炭孔周圍強大的吸附力場會立即將有毒氣體分子吸入孔內(nèi)。
活性炭吸附技術(shù)利用碳的吸收異味、吸附有害氣體的原理，很早以前就開始使用，因此比較成熟、穩(wěn)定，而且成本低廉，無毒無副作用，對硫化氫、氨氣、甲醛、苯、揮發(fā)性有機物（VOC）的吸附效果很好，不會產(chǎn)生二次污染。
3 活性炭的分類
- 椰殼炭——椰殼活性炭以海南、東南亞等地的優(yōu)質(zhì)椰子殼為原料，原料經(jīng)過篩選、水蒸氣碳化后精制處理，然后再經(jīng)除雜、活化篩分等系列工藝制作而成。椰殼活性炭為黑色顆粒狀，具有發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)、吸附能力高、強度大、化學性能穩(wěn)定、經(jīng)久耐用。廣泛應用于冶金化工、石油電力、食品飲料、飲用水、純凈水、工業(yè)用水的深度凈化以及貴重金屬的提煉，具有脫色除臭、吸附除濁之功效，和沸石、分子篩配用效果更佳,深受用戶歡迎。
- 果殼炭——果殼活性炭主要以果殼和木屑為原料，經(jīng)炭化、活化、精制加工而成。具有比表面積大、強度高、粒度均勻、孔隙節(jié)構(gòu)發(fā)達、吸附性能強等特點。并能有效吸附水中的游離氯、酚、硫、油、膠質(zhì)、農(nóng)藥殘留物和其他有機污染以及有機溶劑的回收等。適用于制藥、石油化工、制糖、飲料、酒類凈化行業(yè)，對有機物溶劑的脫色、精制、提純和污水處理等方面。
- 木質(zhì)炭——是以優(yōu)質(zhì)木材為原料，外形為粉末狀，經(jīng)高溫炭化、活化及多種工序精制而成木質(zhì)活性炭，具有比表面積大，活性高，微孔發(fā)達，脫色力強，孔隙結(jié)構(gòu)較大等特點，孔隙結(jié)構(gòu)大，能有較吸附液體中的顏色等較大的各種物質(zhì)、雜質(zhì)。主要用于食品、酒類、油類、飲料、染料、化工、自來水凈化、污水處理、降COD、藥用活性炭等各種用途脫色。
- 柱狀炭——①特點：采用優(yōu)質(zhì)木屑、椰殼等為原料，經(jīng)粉碎、混合、擠壓、成型、干燥、炭化、活化而制成。②獨創(chuàng)性：采用非粘結(jié)成型活性炭專有技術(shù)。改變傳統(tǒng)用煤焦油、淀粉等傳統(tǒng)粘結(jié)劑成型的辦法。不含粘結(jié)劑成份，完全靠炭分子之間的親和力和原料本身的特殊性質(zhì)?？茖W配方，制作而成，有效避免炭孔堵塞，充分發(fā)揮豐富發(fā)達炭孔的吸附功能。③先進性：由于采用優(yōu)質(zhì)木屑、椰殼為原料，制成的柱狀活性炭比傳統(tǒng)的煤質(zhì)柱狀炭灰份低、雜質(zhì)少、氣相吸附值、CTC占絕對優(yōu)勢。產(chǎn)品孔徑分布合理，達到最大吸附與脫附，從而大大提高產(chǎn)品的使用壽命（平均2-3年），是普通煤質(zhì)炭的1.4倍。有柱狀和球形顆粒等規(guī)格。④適用性：氣相吸附、有機溶劑回收（苯系氣體甲苯、二甲苯、醋酸纖維行業(yè)中的丙酮回收）、雜質(zhì)和有害氣體去除與廢氣回收 、煉油廠、加油站、油庫過量汽油回收。
- 煤質(zhì)炭——煤質(zhì)柱狀活性炭選用優(yōu)質(zhì)無煙煤為原料，采用先進工藝精制加工而成，外觀呈黑色圓柱狀顆粒；具有合理的孔隙結(jié)構(gòu)，良好的吸附性能，機械強度高，易反復再生，造價低等特點；用于有毒氣體的凈化，廢氣處理，工業(yè)和生活用水的凈化處理，溶劑回收等方面。
4活性炭的挑選
- 碘值——碘值是活性炭的一個性能差數(shù)，果殼、竹炭、煤制的碘值都在幾百，活性炭原料碘值從800、850、900、950、1000、1100mg/g等多種，吸附能力也不同，成本價格也不同。
- 用手掂重量——要想提高活性炭的吸附性能，只有盡可能多地在活性炭上制造孔隙結(jié)構(gòu)，孔隙越多，活性炭越酥松，相對密度也就會越輕，因此好的活性炭手感上會比較輕，在同等重量包裝的情況下，性能好的活性炭會比劣質(zhì)活性炭體積大許多。
- 看氣泡——將一小把活性炭投入水中，由于水的滲透作用，水會逐漸浸入活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)中，迫使孔隙中的空氣排出，從而產(chǎn)生一連串的極為細小的氣泡，在水中拉出一條細小的氣泡線，同時會發(fā)出絲絲的氣泡聲，十分有趣。這種現(xiàn)象發(fā)生得越劇烈，持續(xù)時間越長，活性炭的吸附性就越好。
- 看脫色能力——活性炭吸附能力的另一個表現(xiàn)就是脫色能力，活性炭具有能將有色液體變成淺色或無色的神奇能力，這其實就是因為活性炭吸附了有色液體里的色素分子的原因造成的。正因為活性炭的這種特性，被廣泛應用于制糖工業(yè)領域中紅糖變白糖的生產(chǎn)過程中。取兩只透明杯子，在一只杯子里放入純凈水，然后滴入一滴紅墨水（這里可以用任何一種便于觀察但不改變水的性質(zhì)的色素都可以，例如藍墨水、打印機彩色墨水，但不能使用墨汁和碳素墨水），攪拌均勻后將一半有色水倒入另一個杯子中留作對比樣。將活性炭放入有色水中，數(shù)量應達到水的一半或更多，這樣效果會比較明顯，靜置10―20分鐘后與對比水樣進行對照，在同等條件下，脫色效果越強說明活性炭吸附性越好。
活性炭雖然在外型和用途方面可以有許多品種，但活性炭有一個共同的特性，那就是“吸附性”?；钚蕴慨a(chǎn)生吸附性的原因就是因為它有發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)，就象我們所見到的海綿一樣，在同等重量的條件下，海綿比其他物體能吸收更多的水，原因也是因為它具有發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)。但活性炭的這種孔隙結(jié)構(gòu)是肉眼無法看見的，因為他們只有1×10-12mm―10-5mm之間，比一個分子大不了多少?；钚蕴靠紫栋l(fā)達的程度是難以想象的，若取1克活性炭，將里面所有的孔壁都展開成一個平面，這個面積將達到1000平方米（既比表面積為1000g/m2）。影響活性炭吸附性的主要因素就取決于內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)的發(fā)達程度。
只有具備大量孔徑略大于有毒有害氣體分子直徑的活性炭，才有極強的吸附能力。而要達到這一要求，對活性炭的材料選擇和加工（造孔、活化）要求就極為嚴格?；钚蕴客耆蠚庀辔?，顆粒大小在20-40目，比表面積極大，內(nèi)部空隙發(fā)達，密度小，手感輕，氣泡現(xiàn)象劇烈，同樣重量體積更大，可有效凈化室內(nèi)空氣。能夠吸附空氣中的有味、有毒及各種有害氣體，特別是對空氣中的甲醛、苯系物、TVOC、CO、NH3、O3和Cl2等有獨特的吸附凈化及催化的能力，廣泛用于裝修污染去除、過慮器和空調(diào)等設備中。
5 活性炭的應用領域和范圍
化工、油品、石油化工、制藥、農(nóng)藥、汽車部件、涂裝、電氣、電子元件、印刷、電鍍、罐裝車、橡膠、感光材料、纖維、塑膠、人造革、干洗等行業(yè)。適用有機物種類：
- 烴類：苯、甲苯、正己烷、石腦油、環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷、二氧雜環(huán)己烷、稀釋劑、汽油等；
- 烯類：三氯乙烯、全氯乙烯、三氯乙烷、二氯甲烷、三氯苯、二氯乙烷、三氯甲烷、四氯化碳、氟立昂等；
- 醛酮類：甲醛、糠醛、丙酮、MEK（甲乙酮）、MIBK（甲基異丁[基甲]酮）、環(huán)己酮等；
- 酯類：醋酸乙酯、醋酸丁酯、油酸乙酯等；
- 醚類：甲醚、甲、THF（四氫呋喃）等；
- 醇類：甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇等；
- 聚合用單體：氯乙烯、丙烯酸、苯乙烯、醋酸乙烯等；
- 酰胺類：二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基乙酰胺等；
6 活性炭的常規(guī)技術(shù)參數(shù)
- 活性炭吸附廢氣溫度不可以高于40度；
- 吸附飽和度26-33%；
- 普通活性炭的比表面積在500～1700m2/g；
- 充填密度0.45-0.55g/cm；
- 水分≤10%；
- 活性炭吸附飽和后，加熱廢氣對飽和活性炭進行脫附，脫附溫度一般不高于120℃；蒸汽對飽和活性炭進行脫附時，脫附溫度可以高于120℃，但一般不超過200℃，具體情況還需要根據(jù)廢氣特性進行調(diào)整；
- 每1公斤活性炭吸附0.3公斤有機廢氣，不過按照0.15公斤/公斤活性炭估計比較保險點。
7 活性炭裝置
廢氣經(jīng)預處理裝置處理后進入活性炭吸附箱，此時有機廢氣經(jīng)過活性炭時溶劑被吸附在活性炭表面，而潔凈氣體由后置引風機排空。活性炭吸附廢氣中的有機溶劑是非常適合的。這是因為其他吸附劑具有親水性，能吸附氣體中的水分子，而對無極性或弱極性的有機溶劑，吸附率低：而活性炭則相反，它具有疏水性，對有機溶劑有較高的吸附效率。
利用活性炭多微孔的吸附特性吸附有機廢氣是一種最有效的工業(yè)處理手段?；钚蕴课窖b置采用新型活性炭，該活性炭比表面積和孔隙率大，吸附能力強，具有較好的機械強度、化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，凈化效率高。有機廢氣通過吸附裝置，與活性炭接觸，廢氣中的有機污染物被吸附在活性炭表面，從而從氣流中脫離出來，達到凈化效果。從活性炭吸附裝置排出的氣流已達排放標準，可直接排放。我司設計制作的活性炭吸附箱有抽屜式，格柵填裝式，上裝下卸式，可以根據(jù)客戶具體要求進行設計及加工制作滿足客戶的需求。
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