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发布时间:2021-11-12 11:47:00 作者:永宏活性炭
活性炭大致分为椰壳活性炭,果壳活性炭,柱状活性炭,粉状活性炭等,椰壳活性炭选用的椰子壳为原料,具有孔隙发达、吸附性能好、强度高等优点,果壳活性炭被广泛应用于饮用水、工业用水和废水的深度净化以及气相吸附,粉状活性炭以木屑和果壳为原料。粉状活性炭具有发达的中孔结构,吸附容量大、快速过滤等特性。 粉末活性炭在处理水中突发嗅味、工业污染物方面有很好的应用。在使用粉末炭时,必须根据所要去除污染物的种类和浓度进行吸附试验,以确定活性炭种类和所需的粉炭量。投末炭之前,应注意先将炭粉制成炭浆定量均匀的加入水中,接触时间越长,除污染效果越好。杏壳活性炭主要以杏核皮为原料,经高温炭化、活化、精制加工而成。活性炭如果根据外表形状可以分成粉状活性炭、颗粒活性炭、柱状活性炭等,活性炭具备吸附功能、催化功能,以及不溶于水和一些溶液,具备物理和化学平稳性。具有比表面积大、强度高、粒度均匀、孔隙节构发达、吸附性能强等特点。
活性炭在结构上由于微晶碳是不规则排列,在交叉连接之间有细孔,在活化时会产生碳组织缺陷,因此它是一种多孔碳,堆积密度低,比表面积大。普通活性炭的比表面积在500~1700m2/g间。具有很强的吸附性能,是用途极广的一种工业吸附剂。食品饮料工业是活性炭的主要应用领域之一,也是活性炭需求增速快的应用领域之一。活性炭在软饮料行业主要用于碳酸饮料和果汁饮品的脱色、去除杂质等。近年来我国食品饮料工业发展迅速,目前已成为饮料大国。2011-2016年,我国软饮料产量逐年增加,2016年上升为18345.2万吨,同比增长3.87%。活性炭在软饮料行业主要用于碳酸饮料和果汁饮品的脱色、去除杂质等。随着软饮料产量的快速增长,以及人们对食品安全卫生重视程度的不断提高,软饮料行业对活性炭的需求量也不断提高。
活性炭80%-90%以上由碳元素组成,这也是活性炭为疏水性吸附剂的原因。除了碳元素外,还包含有两类掺和物:一类是化学结合的元素,主要是氧和氢,这些元素是由于未完全炭化而残留在炭中,或者在活化过程中,外来的非碳元素与活性炭表面化学结合,如用水蒸气活化时,活性炭表面被氧化或水蒸气氧化;因此,当它通常使用约3个月时,建议扔掉旧的活性炭,用新木炭代替,或选择新型活性炭,如椰子焦,这将持续很长时间。另一类掺和物是灰分,它是活性炭的无机部分。黄金活性炭在此活化过程中,巨大的表面积和复杂的孔隙结构逐渐形成, 而所谓的吸附过程正是在这些孔隙中和表面上进行的,活性炭中孔隙的大小对吸附质有选择吸附的作用,这是由于大分子不能进入比它孔隙小的活性炭孔径内的缘故。活性炭是由含炭为主的物质作原料,经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。
黄金活性炭工艺条件
比表面及孔结构 在比表面开始测试前对活性炭进行加热真空脱附处理,在-196℃液氮温度下吸附氮气,测试氮气吸附等温线,利用BET方程,根据单分子层吸附量和吸附质分子截面积,计算活性炭样的比表面积;也可以说,活性炭体积相同,重量轻,活性炭密度低,吸附性能越高。由相对压力为0.98时的氮吸附值换算成液氮体积得到总孔体积。
比表面积是表征活性炭吸附性能的主要指标,这一指标解释了活性炭产生吸附的原因,使人们加深了对吸附现象本质的认识,在活性炭及吸附材料的研究中,这种检测指标应用得较多,但由于检测仪器设备比较复杂,而且价格昂贵,因此在活性炭生产中应用的比较少。
②孔容积 通过测定颗粒活性炭的真密度、颗粒密度来计算孔容积。具体测定方法有真密度法和氮吸附法等,各种方法测定的孔容略有不同,在报出测试结果时应标注检测方法。
孔容积也是表征活性炭吸附性能的重要指标,经常使用的孔容积测试方法有氮吸附法,一般在测试比表面时可同时计算出孔容积,孔容积和活性炭装填密度密切相关,和装填密度指标成反比。应用模拟评价检验在活性炭应用实践中,吸附质几乎没有单独存在的可能性,活性炭总是会面对多种物质组成的混合物,这些物质在活性炭上不可避免的发生竞争吸附,竞争吸附的发生必然导致目标吸附质的吸附量的改变,从而导致实际应用效果偏离实验室检验结果,有时这种偏离会非常严重。如果采用比表面积为1100m2/g的1g活性炭,则孔中的所有孔都扩展成一个平面,这个面积将达到1,100平方米。
为了准确评价活性炭在实际应用中的使用效果,需进行实验室模拟吸附试验,这种模拟大多采用动态试验方法来进行。对于液相模拟吸附试验,一般采用吸附柱方法,使用待处理工作态原液,有时根据液相中已知的主要成分进行配液,选择不同的工艺条件进行试验,然后经数据处理得到更佳工艺条件,用于指导活性炭的实际应用。在微波炉中加热1至2分钟证明使用微波炉加热由吸水“失活”的活性炭使活性炭再次“复活”。
对于气相模拟吸附试验,情况较为复杂。当采用动态模拟实验时,多采取配气法模拟实际气体,选用合适的吸附管(亦可视为更小型一些的吸附柱),调整试验条件以获得不同工艺条件下的吸附穿透曲线等,进而指导活性炭吸附装置的设计和运行条件的选择。当采用静态模拟试验时,采用向已加入活性炭的定容积吸附器中加注被吸附气体的方法进行试验。静态模拟法试验结果的准确性不如动态法。黄金活性炭是一种疏水性吸附剂,具有非极性的表面结构,特别适合于从气体或液体混合物中进行油气的吸附回收。
一般活性炭的应用单位为了准确地选用活性炭产品或设计活性炭应用装置,均根据自己的需要建立活性炭应用评价装置,对活性炭的应用性能进行评价实验,以获取准确的工艺参数指导活性炭的应用或装置的设计。
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