點至500-1500規(guī)格可定做四氯化碳30-65未碳化物1水分5灰分5
褐煤活性炭因其發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)、的比表面積和的吸附性能,在工業(yè)廢氣處理中被廣泛應用。以下是其主要應用場景及技術(shù)要點:
1. 吸附揮發(fā)性有機物(VOCs)
- 應用場景:化工、噴涂、印刷、制藥等行業(yè)產(chǎn)生的苯、甲苯、甲醛等有機廢氣。
- 技術(shù)形式:
- 直接吸附:廢氣通過活性炭床層,VOCs被吸附富集,凈化后的氣體排放。
- 吸附濃縮+脫附再生**:結(jié)合催化燃燒(RCO)或蓄熱燃燒(RTO),活性炭吸附低濃度VOCs后,通過熱脫附將高濃度廢氣送入燃燒系統(tǒng)處理,提高能效。
2. 去除惡臭氣體
目標污染物:硫化氫(H?S)、氨氣(NH?)、硫醇類等。
應用領(lǐng)域:污水處理廠、垃圾填埋場、食品加工廠等。
改性褐煤活性炭:通過浸漬氧化劑(如高錳酸鉀)或堿性物質(zhì)(如氫氧化鈉),增強對特定惡臭氣體的化學吸附能力。
3. 處理酸性氣體(SO?、NOx等)
協(xié)同技術(shù):與濕法脫硫或SCR(選擇性催化還原)結(jié)合,活性炭作為吸附劑或催化劑載體。
改性應用:負載金屬氧化物(如氧化銅、氧化鐵)的活性炭可催化還原NOx為氮氣(N?)。
4. 重金屬蒸氣捕集
典型場景:汞(Hg)、鉛(Pb)等重金屬蒸氣,常見于燃煤電廠、金屬冶煉、電子制造。
-浸漬活性炭:通過硫、碘等化學物質(zhì)改性,增強對汞蒸氣的化學吸附能力。
5. 二噁英與多環(huán)芳烴(PAHs)處理
應用領(lǐng)域:垃圾焚燒、焦化廠廢氣。
吸附特性:活性炭對痕量劇毒物質(zhì)(如二噁英)吸附,常與布袋除塵器聯(lián)用。技術(shù)優(yōu)勢
靈活:適用于中低濃度、成分復雜的廢氣。
-成本可控:設備簡單,投資較低,尤其適合小型企業(yè)。
協(xié)同處理:可與其他技術(shù)(如催化燃燒、生物過濾)組合,提升整體效率。
局限性與注意事項
1. 溫度敏感:高溫廢氣需先冷卻,否則吸附效率下降。
2. 濕度影響:高濕度環(huán)境可能降低吸附能力,需預處理除濕。
3. 安全風險:
吸附有機廢氣時可能放熱,需防爆設計。
飽和活性炭屬于危險廢物,需合規(guī)處置。
褐煤活性炭是工業(yè)廢氣治理的“多面手”,尤其擅長處理低濃度、多組分的污染物。實際應用中需根據(jù)廢氣特性(濃度、溫度、成分)選擇活性炭類型(顆粒、蜂窩、纖維)和配套工藝,同時關(guān)注再生成本與安全規(guī)范,以實現(xiàn)經(jīng)濟的污染控制。

褐煤活性炭制備
褐煤活性炭是以褐煤前驅(qū)體,通過不同方法制得的一種新型活性炭,其具有成型性好,耐酸、堿,電導性與化學穩(wěn)定性好等特點,褐煤活性炭不僅比表面積大,孔經(jīng)適中,分布均勻、吸附速度快,而且具有多種形態(tài)。活性碳纖維在催化、吸附方面表現(xiàn)出特的性能特征,加之本身所具有的孔幼構(gòu)、孔分布、微孔表面積以及表面化學等特征,使之具有的開發(fā)價值,
褐煤活性炭是由不規(guī)則的結(jié)構(gòu)與碳基組成的體系,由于其特性,與被吸附物的接觸面積大且均勻,吸附材料可以得到充分利用,褐煤活性炭吸附,且具有纖維、氈、布和紙等各種纖細的表態(tài),孔隙直接開口在纖維表面,縮短了吸附質(zhì)到達吸附位的擴散路徑,且該材料本身的外表面積較內(nèi)表面積高出兩個數(shù)量級。納米活性碳纖維具有微孔形結(jié)構(gòu),孔徑分布窄,特殊的細孔呈單分散分布,由不同尺寸的微細孔隙組成其結(jié)構(gòu),中孔、小孔擴散呈現(xiàn)出多分散型分布,在各細孔結(jié)構(gòu)中的差別較大,其主要原因是由于原料的不同。在褐煤活性炭中無大孔,只有少量的過渡孔,微孔分布在纖維表面,因此吸附速率較快,褐煤活性炭的空間起大孔作用,可以對氣相與液相物質(zhì)進行較好的吸附作用,褐煤活性炭外比表面積大,吸脫速度快,為粒徑活性炭10~100倍。細孔的平均孔徑和細孔容積隨著比表面積增大而增加,吸附容量也隨之增大。

褐煤活性炭基本上是非結(jié)晶性碳,它由微細的石墨狀微晶和將它們連接在一起的碳氫化合物部分組成。 褐煤活性炭初的原料煤,經(jīng)炭化、活化等過程后,活性炭中部分碳原子之間已形成了微晶碳(活性炭的基本結(jié)晶),但是其面網(wǎng)結(jié)構(gòu)卻沒有采取石墨那樣規(guī)則性的積層結(jié)構(gòu),而是形成圖1-1(b)那樣的亂層結(jié)構(gòu)。除微晶碳外,活性炭前驅(qū)體經(jīng)炭化、活化等過程后仍然有部分未晶化的碳,活性炭被認為是由微晶群和其他未組成平行層的單個網(wǎng)狀平面以及無規(guī)則碳組成的多相物質(zhì)[。
目 前,在X射線衍射分析的基礎(chǔ)上,已發(fā)現(xiàn) 褐煤活性炭的微晶碳有兩種不同的結(jié)構(gòu),一種是類石墨結(jié)構(gòu)的微晶碳,其大小隨炭化溫度而變化,大小約由三個平行的石墨層所組成,其寬度約為一個碳六角形的九倍,它與石墨相比,微晶碳中平面面網(wǎng)之間排列不整齊,稱為“亂層結(jié)構(gòu)”,與石墨結(jié)構(gòu)的比較如圖1-1所示;另外一種微晶碳是由于石墨網(wǎng)結(jié)構(gòu)之間的軸向不同,面網(wǎng)之間的間距也不整齊,或石墨層間扭曲,可能因雜原子(如氧、氮等)的進入而穩(wěn)定,碳六面網(wǎng)被空間交聯(lián)而形成無序的結(jié)構(gòu)。Riley認為,在大部分碳材料中(包括活性炭)均含有這兩種結(jié)構(gòu)類型,而活性炭的終特性則取決于它是以哪種類型的結(jié)構(gòu)為主
褐煤活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)
①孔隙結(jié)構(gòu)的形態(tài)?;钚蕴康目紫妒窃诨罨^程中,基本微晶之間清除了各種含碳化合物和無序碳(有時也從基本微晶的石墨層中除去部分碳)之后產(chǎn)生的孔隙,孔隙的大小、形狀和分布等因制備活性炭的原料、炭化及活化的過程和方法等不同而有所差異,不同的孔隙結(jié)構(gòu)能夠發(fā)揮出相應的功能。1960年杜比寧把活性炭的孔分為大孔(孔徑大于50nm)、中孔(或稱過渡孔,孔徑2微孔 50nm)和微孔(孔徑小于2nm)三類,
褐煤活性炭中的微孔是活性炭微晶結(jié)構(gòu)中彎曲和變形的芳環(huán)層或帶之間的具有分子尺寸大小的間隙。孔隙的形狀是形態(tài)各異的,使用不同的研究方法發(fā)現(xiàn):有些是一端封閉的毛細管孔或兩端敞開的毛細管孔,有些孔隙具有縮小的入口(瓶狀孔),還有一些是兩平面之間或多或少比較規(guī)則的狹縫狀孔、V形孔等。
根據(jù)制造方法、外觀形狀、用途功能以及孔經(jīng)大小的不同,可以將 褐煤活性炭分為不同種類。從形態(tài)來看,可以分為顆粒活性炭和粉狀活性炭,而顆?;钚运岵婵煞譃闊o定形和定形兩大類;依據(jù)原料的不同,可以將活性炭分為焦木質(zhì)、石油、煤質(zhì)和樹脂活性炭;根據(jù)使用功能的不同又可以分為液體吸附、催化性能、氣體吸附活性炭;從制造方法來劃分,又分為物理法、化學法和物理化學生活性炭。具體分類和主要用途。

褐煤活性炭制造與應用技術(shù)
1.孔分布結(jié)構(gòu)
褐煤活性炭,其孔隙結(jié)構(gòu)呈三分散系統(tǒng),即它們的孔徑很不均勻,主要集中在三類尺寸范圍:大孔、中孔和微孔。
大孔又稱粗孔,是指半徑100~200nm的孔隙。在大孔中,蒸汽不會發(fā)生毛細管凝縮現(xiàn)象。大孔的內(nèi)表面與非孔型碳表面之間無本質(zhì)的區(qū)別,其所占比例又很小,可以忽略它對吸附量的影響。大孔在吸附過程中起吸附通道的作用。
中孔也稱介孔,是指蒸汽能在其中發(fā)生毛細管凝縮而使吸附等溫線出現(xiàn)后回環(huán)線的孔隙,其半徑常處于2~100nm。中孔的尺寸相對大孔小很多,厚管其內(nèi)表面與非孔性碳表面之間也無本質(zhì)的差異,但由于其比表面已占一定的比例,所以對吸附量存在一定的影響。但一般情況下,它主要起粗、細吸附通道的作用。
微孔有著與被吸附物質(zhì)的分子屬同一量級的有效半徑(小于2nm),是活性炭重要的孔隙結(jié)構(gòu),決定其吸附量的大小。微孔內(nèi)表面,因為其相對避免吸附力場重疊,致使它與非孔性碳表面之間出現(xiàn)本質(zhì)差異,因此影響其吸附機制。
物理吸附發(fā)生在尺寸小、勢能高的微孔中,然后逐漸擴展到尺寸較大、勢能較低的微孔中。微孔的吸附并非沿著表面逐層進行,而是按溶劑填充的方式實現(xiàn),而大孔、中孔卻是表面吸附機制。所以,活性炭的吸附性能主要取決于它的孔隙結(jié)構(gòu),特別是微孔結(jié)構(gòu),存在著的大量中孔對吸附也有一定的影響。
物理形態(tài)
褐煤活性炭的粒度大小也會影響其吸附性能。例如,用同一種活性炭從溶液中吸附同量亞甲基藍的時間,因其粒度大小而快慢不同。例如,粒度325目(直徑 0.043mm)的活性炭的吸附速率為粒度20目(直徑為0.833mm)的吸附效果的 375 倍。
但是,不能認為研細的活性炭其表面積要大于等量的粒度大的活性炭的表面積。因為表面積存在于廣大的、豐富的內(nèi)孔結(jié)構(gòu)中,研磨不影響活性炭的表面積,但影響其達到平衡吸附值的時間。
表面化學官能團
褐煤活性炭的吸附特性不但取決于它的孔隙結(jié)構(gòu),而且取決于其表面化學性質(zhì),比表面積和孔結(jié)構(gòu)影響活性炭的吸附容量,而表面化學性質(zhì)影響活性炭同極性或非極性吸附質(zhì)之間的相互作用力[1]。活性炭的表面化學性質(zhì)主要由表面化學官能團、表面雜原子和化合物確定,不同的表面官能團、雜原子和化合物對不同的吸附質(zhì)有明顯的吸附差別。
褐煤活性炭在適當?shù)臈l件下經(jīng)過強氧化劑處理,可以提高其表面酸性基團的相對含量,增加表面極性,從而增強其對極性化合物的吸附能力。常用的氧化劑有 HNO?、H2O2等。實驗研究,通過對活性炭進行強氧化表面處理后,對11種不同氣體和蒸汽進行吸附,結(jié)果表明,改性活性炭對苯、乙胺等的吸附容量大大降低,主要是因為活性炭表面經(jīng)過強氧化后缺失了大量的微孔;而對氨水和水的吸附能力卻大大增強,這主要是因為活性炭表面氧化物的增加。因此,隨著活性炭表面氧化物的增加,其對極性分子的化學吸附也增強。
通過還原劑對活性炭進行表面還原處理,可以提高活性炭表面堿性基團的相對含量,增加表面的非極性,提高活性炭對非極性物質(zhì)的吸附能力。常用的還原劑有 H2、N2、NaOH等。表面還原后的活性炭,在對染料處理時表現(xiàn)出不一樣的特性。對于陰離子染料,活性炭表面堿度和吸附效果間有著密切的聯(lián)系,吸附機理是活性炭表面無氧Lewis堿位與被吸附染料的自由電子的交互作用。而對于陽離子染料,活性炭表面的含氧官能團起到了積極的作用,可是經(jīng)過熱處理的活性炭依然對陽離子染料有良好的吸附效果,這說明靜電吸附和色散吸附是兩種相當?shù)奈綑C制[32]
通過液相沉積的方法可以在活性炭表面引入特定的雜原子和化合物,利用這些物質(zhì)與吸附質(zhì)之間的結(jié)合作用,增加活性炭的吸附能力。在液相沉積時,浸漬劑的種類是影響活性炭吸附效果的主要因素。針對不同的吸附質(zhì),可以采用不同的浸潰劑對活性炭進行處理,以得到良好的吸附效果。
值得注意的是,在對活性炭進行表面官能團的改性時,也伴隨著活性炭表面化學性質(zhì)的變化。其表面積、孔容積以及孔徑分布都會有一定的變化,這也會影響活性炭的吸附。所以,在進行表面官能團的改性時,針對不同的吸附條件和吸附質(zhì)采取不同的改性,要綜合考慮物理結(jié)構(gòu)和化學結(jié)構(gòu)雙重變化引起的影響[33.34]。
活性炭的吸附效果跟吸附質(zhì)本身的性質(zhì)有著很大的關(guān)聯(lián)性。通常,在不考慮活性炭自身孔徑結(jié)構(gòu)對大分子的“篩濾”作用時,由于大分子物質(zhì)吸附能較高,所以大分子物質(zhì)更易被吸附。對于水體中的小分子有機物,分子量大的更易被活性炭吸附。
對于揮發(fā)性有機化合物,分子量越大,其去除率就越高,而可提取有機物則恰恰相反,其吸附效果是隨著分子量的減小而增強。這是由于揮發(fā)性有機化合物的極性較小,而可提取的有機化合物的極性比較大,由于活性炭本身的性質(zhì),可以將其看做一個非極性吸附劑。

褐煤活性炭添加量
添加量是影響褐煤活性炭液相吸附性能的一個重要因素。增大活性炭的添加量。有助于增加吸附活性位。提高吸附效果,但是也會增加吸附過程中的吸附阻力。因此,要確定合理的添加量,大限度地發(fā)揮活性炭的吸附性能,達到理想的吸附效果。
佳添加量可以通過實驗研究確定,但實踐證明,生產(chǎn)過程中的實際使用量通常比實驗室獲得的添加量要少,原因尚不明確,需要進一步研究。因此,對于褐煤活性炭添加量的確定,通常是根據(jù)實踐經(jīng)驗來確定。由于每次使用的工況不一樣,且每批活性炭的性能也不同,這就需要構(gòu)建一個
實驗研究和實踐使用之間的比例關(guān)系,同時輔以操作者的成熟經(jīng)驗。一般來說,在添加炭樣5~10min 后進行取樣觀察,判斷是否正確。時間
脫色或精制所需的時間,受許多因素影響,如炭的粒度、炭的用量、液體溫度和黏度等,一般需要10~60min。炭越細或用炭量越多則時間越短,當液體黏度大或用炭量很少時則時間就長些。對給定的色素和給定的活性炭種類,在同一條件下,隨著時間的延長,單位質(zhì)量的活性炭對色素的吸附變化并不大。表5-1為三種色素在溶液的平衡濃度為0.1mmol/L時,在25℃時,活性炭對色素的吸附量隨時間變化的情況。

褐煤活性炭在酒類生產(chǎn)領(lǐng)域的應用
褐煤活性炭處理酒的功能,主要是去除雜色(指白酒)、不良雜質(zhì)和促使陳化(酯化)。木炭或骨炭用于酒處理在歐洲已有很久的歷史,現(xiàn)今均已被褐煤活性炭所取代。在應用過程中,褐煤活性炭要先制成稀漿狀,緩慢地加入和混合,避免大量的空氣進入。褐煤活性炭的加入量根據(jù)不同的酒類都應有嚴格的控制,否則會使番中天然的香味消失,失去了某些酒的特色。某種酒應該加入多少活性炭要經(jīng)過試驗確定,并應嚴格選擇炭種。
制造啤酒時,在加入酒花前,用活性炭處理尚未發(fā)酵的浸汁,可以降低其中蛋白質(zhì)的含量,并能改良其保持泡沫的性質(zhì)以及熟啤酒的香味。如用活性提處理帶苦味的浸汁則更有效。發(fā)酵后用活性炭處理,可改善啤酒特有的香味和發(fā)泡起沫的性質(zhì),也可加速啤酒的陳化。
隨著技術(shù)的發(fā)展,在酒類處理中,已經(jīng)形成了活性炭品種,如酒精處理活性炭、濃香型曲酒處理活性炭、清香型酒類處理活性炭、渣酒處理活性炭等?;钚蕴科贩N的開發(fā)和應用不僅豐富了活性炭產(chǎn)品線,也有助于提高其應用性能。