椰殼活性炭外表物理構(gòu)造特性改性
椰殼活性炭的外表特性有這些方面構(gòu)成,比外表積、微孔的體積、構(gòu)造等,這些特色于活性炭的吸附功能密不可分,這些要素的進(jìn)步能夠很大程度將其吸附性進(jìn)步.對(duì)活性炭進(jìn)行改進(jìn),也即是使用一些化學(xué)手法,來對(duì)活性炭資料的比外表積、孔隙構(gòu)造等進(jìn)行改動(dòng),對(duì)孔隙進(jìn)行改進(jìn),能夠讓活性炭吸附更多的分子級(jí)的污染物,改動(dòng)孔徑能夠經(jīng)過熱收縮法、氣相熱解堵孔發(fā)來進(jìn)行,能夠?qū)⒒钚蕴康目讖綔p小.活性炭在生產(chǎn)過程中,許多要素都會(huì)影響終究的功能,比方說話的溫度、時(shí)間、活化劑的類型等,改動(dòng)其間的任何一個(gè)要素,都能使終究的吸附功能發(fā)生很大的不一樣.
1、外表化學(xué)性質(zhì)的改性
椰殼活性炭外表化學(xué)性質(zhì)是由化學(xué)官能團(tuán)、外表的雜原子和氧化物一起決議的,這些要素與活性的生產(chǎn)過程相同,也會(huì)影響終究的吸附功能.不相同的化學(xué)官能團(tuán),在吸附的物質(zhì)上也不相同,比方堿性的含氧官能團(tuán),就對(duì)比簡(jiǎn)單吸附極性對(duì)比弱的物質(zhì).對(duì)活性炭的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行改動(dòng),也即是將它的官能團(tuán)進(jìn)行改動(dòng),可以使活性炭愈加親水或許愈加疏水,也能進(jìn)步對(duì)重金屬的吸附功能.在改進(jìn)過程中,能夠?qū)钚蕴康耐獗硌趸M(jìn)行改性,也能夠?qū)ζ渌釅A性進(jìn)行改性等等,在改性的過程中,通常用不一樣的辦法聯(lián)系起來進(jìn)行,這么能夠發(fā)生十分好的作用.
2、電化學(xué)性質(zhì)的改性
活性炭的構(gòu)成元素決議了它具有必定的導(dǎo)電功能,能夠捕捉一些電荷,對(duì)活性炭的電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行改動(dòng),即是要使用必定的辦法,對(duì)活性炭的導(dǎo)電功能進(jìn)行改動(dòng),讓其吸附具有必定的選擇性.改動(dòng)活性炭的電化學(xué)性質(zhì)以后,改動(dòng)吸附功能,比方關(guān)于水中氯仿的吸附,假如活性炭的電位升高,那么吸附就會(huì)愈加速速,假如電位降低的話,相反會(huì)使其對(duì)氯仿的吸附才能降低.
活性炭是還原劑,1、在貯存中要嚴(yán)格避免與強(qiáng)氧化劑直接接觸。氯、次氯酸鹽、高錳酸鉀、臭氧和過氧化物等均屬?gòu)?qiáng)氧化劑。2、活性炭與烴類(油、汽油、柴油原料、油脂、顏料稀釋劑等)混合,可以引起自然。因此活性炭與烴類的貯存隔開。
活性炭過濾器的結(jié)構(gòu):
與池式過濾器相似,只是將濾料由砂改成了顆粒狀活性炭而已,過濾器的底部可裝填0.2~0.3m高的鵝卵石及石英砂濾料作為支持層,石英砂上面再裝填1.0~1.5m厚的活性炭作為過濾吸附層。活性炭過濾器結(jié)構(gòu)如上圖。?
活性炭過濾器日常維護(hù):?
(1)系統(tǒng)長(zhǎng)期停運(yùn)后,重新開啟時(shí),要對(duì)濾料進(jìn)行約5分鐘的正洗,沖洗至出水清澈為止.?
(2)系統(tǒng)初次運(yùn)行或長(zhǎng)期停運(yùn)后再運(yùn)行時(shí),應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行排氣:開啟排氣閥,進(jìn)水閥,然后進(jìn)水,直到排氣閥排出水沒有空氣為止(部分小型過濾器不單設(shè)置排氣閥,可用出水口進(jìn)行排氣).?
(3)對(duì)于大型過濾器,可用空氣擦洗,以增強(qiáng)反沖洗效果,一般通入壓縮空氣(強(qiáng)度10~18l/s.m2),然后進(jìn)行氣水反沖洗.?
(4)設(shè)備反洗時(shí)應(yīng)控制好反沖洗強(qiáng)度,應(yīng)避免活性炭沖洗泄漏出系統(tǒng).?
(5)根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)的情況,應(yīng)定期更換活性炭濾料.
活性炭吸附劑的再生方法,采用蒸汽再生方式處理吸附飽和的活性炭吸附劑,再生蒸汽停止的同時(shí)在吸附裝置與出口之間建立循環(huán)蒸汽,并在蒸汽循環(huán)管路上設(shè)置凈水噴淋裝置,循環(huán)蒸汽經(jīng)凈水噴淋裝置后溫度下降,利用溫度降低的循環(huán)蒸汽對(duì)活性炭床層進(jìn)行降溫處理,降溫后的活性炭吸附劑可以進(jìn)一步通空氣干燥。活性炭吸附劑再生方法中,采用蒸汽再生,可以在較高溫度下進(jìn)行較為的吸附能力再生。采用噴淋凈水的循環(huán)蒸汽對(duì)活性炭床層進(jìn)行降溫,可以減少現(xiàn)有降溫方法需要的蒸汽或氮?dú)?,降低操作成本,提高活性炭吸附工藝的?jīng)濟(jì)性。
活性炭吸附的主要特點(diǎn)
吸附劑:能有效地從氣體或液體中吸附其中某些成分的固體物質(zhì)。
吸附劑可按孔徑大小、顆粒形狀、化學(xué)成分、表面性等分類,如粗孔和細(xì)孔吸附劑,粉狀、粒狀、條狀吸附劑,碳質(zhì)和氧化物吸附劑,性和非性吸附劑等。
常用的吸附劑有以碳質(zhì)為原料的各種活性炭吸附劑和金屬、非金屬氧化物類吸附劑。
活性炭與其它吸附劑如硅膠、活性白土、沸石以及各種樹脂類吸附劑相比較時(shí),具有許多特點(diǎn)。
(一)、屬于非性吸附
是疏水性的非性吸附劑,能選擇性地吸附非性物質(zhì),而對(duì)不飽和的含碳化合物,如含雙鍵或三鍵的化合物,選擇性吸附的能力小。
硅膠、礬土類吸附劑是性吸附劑,對(duì)性分于的選擇性吸附能力大,即對(duì)不飽和的含碳化合物的吸附力大。例如,以活性炭和硅膠作為色譜柱,分離溶于石油醚溶液中的酸、硬脂酸和軟脂酸的混合物時(shí),吸附的次序兩者恰好相反。
杜賓寧認(rèn)為,在活性炭的吸附中,由于活性炭的非性的性質(zhì),只有范德華力中的彌散力的作用引起物理吸附。這種彌散力的產(chǎn)生是由于在任何分子之間負(fù)電荷在電子云不同點(diǎn)上發(fā)生偶然的瞬時(shí)集聚而引起的。這特點(diǎn)使活性炭較適合于對(duì)有機(jī)化合物的吸附,特別是芳香族化合物。因此,活性炭吸附有如下規(guī)律:
1、對(duì)芳香族化合物的吸附優(yōu)于對(duì)非芳香族化合物的吸附,如對(duì)苯的吸附優(yōu)于對(duì)環(huán)己烷的吸附;
2、對(duì)帶有支鏈的烴類吸附,總是優(yōu)于對(duì)直鏈烴類的吸附;
3、對(duì)有機(jī)物中含有和不含有無機(jī)基團(tuán)的吸附不一樣,凡含有無機(jī)基團(tuán)的總是低于不含有無機(jī)基團(tuán)的化合物。如對(duì)吡啶的吸附總是低于對(duì)苯的吸附;
4、對(duì)分子量大的和沸點(diǎn)高的化合物的吸附總是分子量小的和沸點(diǎn)低的化合物。
(二)、比表面積大
活性炭的比表面積,而平均孔徑小,說明活性炭主要是微孔?;钚蕴康谋缺砻娣e不同,吸附性能也不同,一般比表面積大的,吸附能力也大,但是,比表面積相同的活性炭,吸附能力也可能有很大差別,這是由于活性炭的孔隙形狀和孔徑分布、表面化學(xué)性質(zhì)和灰分含量不同等原因所放。
(三)、有較發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)
活性炭具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu),除活性炭分子篩以外,孔徑分布范圍較廣,因此,能吸附分子大小不同的各種物質(zhì),但選擇性的吸附分離效果較差。吸附質(zhì)分子的大小與活性炭孔隙大小相對(duì)應(yīng)時(shí)有利于吸附。有人認(rèn)為,當(dāng)活性炭的孔隙半徑比吸附質(zhì)分子的半徑大3-4倍時(shí),有利于吸附。液體分子一般比氣體分子大,一般過渡孔較發(fā)達(dá)的活性炭有利于液相吸附,例如,糖用炭適用于除去糖液個(gè)的大分子雜質(zhì);微孔發(fā)達(dá)的活性炭適用于氣相吸附,對(duì)于低濃度的和低沸點(diǎn)的氣體和蒸汽的吸附能力也是很大的。
孔徑大小相近,比表面積相同的兩種活性炭,對(duì)分子雖相同的化合物進(jìn)行吸附時(shí),吸附能力往往不同,這可能與活性炭的孔隙形狀、表面性質(zhì)和活性炭與吸附質(zhì)的親合力有關(guān)。
(四)、活性炭的表面特性
由于活化條件不同,活件炭的表面性質(zhì)也有所不同。例如,在高溫下用水蒸汽活化制得的顆?;钚蕴?,表面多合堿性氧化物,而用氯化鋅法制得的活性炭,表面多合酸性氧化物。由于表面氧化物的性質(zhì)不同,吸附性質(zhì)也有差別。
活性炭濾床分為固定床、移動(dòng)床和流動(dòng)床三種。固定床活性炭過濾應(yīng)用較廣泛,國(guó)內(nèi)已用于給水的活性炭濾池、污水的深度處理,主要用于脫色,除臭,脫氰,去除有機(jī)物、重金屬、合成洗滌劑、病毒等。固定炭層厚度1.5~2.0m,過濾速度8~20m/h,反沖洗水速度28~32m/h,反沖洗時(shí)間4~10min。活性炭失去其吸附能力后可采用直接電流加熱再生,每千克炭再生費(fèi)用約占新炭費(fèi)用的5.5%,此外,可采用濕式氧化及微波加熱等方法用于其再生,再生回,收率可達(dá)80~94%。
活性炭過濾,以活性炭為濾料進(jìn)行水處理的過程?;钚蕴渴且环N經(jīng)過氣化(碳化、活化)造成發(fā)達(dá)孔隙的,以炭作骨架結(jié)構(gòu)的黑色固體物質(zhì)。它的發(fā)達(dá)孔隙使其具有很大的比表面積,每克材料的表面積為500~1700㎡,從而具有良好的吸附特性?;钚蕴康恼姹戎貫?.9~2.1。