活性炭吸附塔中活性炭的再生條件和方法
活性炭吸附塔中活性炭的再生條件和方法
活性炭是一種微晶層狀結構，既有催化作用又有吸附作用，已經使用了100多年。如今，活性炭已經成為一種基礎材料，廣泛應用于工業(yè)、農業(yè)、***防、科技、環(huán)保和日常生活中。由于活性炭價格昂貴，研究活性炭技術，提高其經濟效益迫在眉睫。
1活性炭的條件和方法。
1.1活性炭的條件。
活性炭的吸附過程是活性炭、吸附質和溶劑形成吸附的平衡過程。
要脫附和恢復活性炭的活性，必須破壞原有的平衡條件。方法如下:
(l)改變吸附質的化學性質；(2)用對被吸附物具有強親和力的溶劑提取被吸附物；(3)用對活性炭具有高親和力的物質代替吸附質；然后用置換物質脫附，得到活性炭；(4)外加熱，升高溫度改變平衡條件，吸附容量隨溫度升高而降低，使吸附質脫附；(5)降低溶劑中的溶質濃度(或壓力)以脫附吸附質；(6)通過分解或氧化去除吸附質(有機物)。
1.2活性炭法。
活性炭的效果取決于吸附性能的恢復程度和活性炭的損耗程度。一般有7%~8%的活性炭一次流失，所以經過10~14次就可以得到新的活性炭。
傳統(tǒng)活性炭的方法和技術研究。
2.1化學藥劑法。
化學試劑法是將被吸附物進行化學反應，然后提取并置換，從而脫附其被吸附物。該方法包括無機試劑法和有機溶劑法。
2.1.1無機試劑法(酸或堿法)。
無機試劑法是用無機酸或堿等試劑對吸附的有害物質進行洗滌和反應。
吸附水處理中高濃度苯酚的飽和碳與氫氧化鈉反應，脫附的苯酚以酚鈉的形式回收。
用于吸附處理重金屬廢水的飽和碳也用這種方法處理。
2.1.2有機溶劑法。
有機溶劑法是在溶劑的萃取下，用苯、丙酮或甲醇等有機溶劑脫附吸附在活性炭上的有機物的方法。
吸附廢水中的高濃度苯酚也可以使用溶劑，即苯、丙酮、甲醇等有機溶劑提取吸附的污染物。
焦化廠有機溶劑處理煤氣洗滌廢水和飽和碳的工藝流程。
有機溶劑活性炭法的缺點是效率低?；钚蕴渴褂脦字芎笪侥芰陆?，需要補充新的活性炭，丟棄一些廢炭。污染物可以通過焚燒消除，溶劑洗滌劑可以通過蒸餾分離。
2.2加熱方法
根據熱重曲線(t(；a)可分為三種類型:易脫附型、熱脫附型和難脫附型。
(l)易脫附型可通過加熱至300℃進行脫附，如低沸點的烴類和芳香族有機物。
(2)在熱分解脫附式加熱中，以易揮發(fā)的形式脫附，另一部分碳化，如聚乙烯醇類有機物。
(3)難脫附型的重量變化緩慢，活性炭微孔中殘留***量殘?zhí)迹绫椒?、木質素等。根據活性炭吸附有機物熱分解的難易程度和脫附溫度的差異，將難脫附類型分為低溫加熱和高溫加熱。
2.2.1低溫加熱方法。
吸附濃度高、有機物易脫附的飽和碳、氣體吸附用活性炭易脫附。一般采用蒸汽，溫度控制在100~200℃。該過程在吸附塔中進行，并且脫附的蒸汽被冷凝和回收用于再利用。
2.2.2高溫法。
吸附在液相中的活性炭由于吸附顏料、雜質等多種污染物，在低溫下難以熱解揮發(fā)。因此，采用高溫法處理飽和碳。
高溫法的溫度一般控制在700~1000℃，但有時吸附質仍不能脫附，活性炭表面仍殘留一些碳化物。因此，有必要引入水蒸氣和其他氧化鋅氣體來進一步活化它。高溫活化法需要三個階段:干燥、碳化和活化。
(l)干燥階段。
當加熱到100~130℃時，飽和碳吸附的水分會析出，因為飽和碳的含水量高(40%-50%)，水分的蒸發(fā)需要消耗過程中總熱量的50%。
(2)碳化階段。
有機物受熱揮發(fā)炭化，炭化溫度為150-170℃。
(3)激活階段。
炭化階段殘留在活性炭微孔中的碳，需要通過引入水蒸氣和CO2氣體進行活化，在850℃左右氣化成CO、CO2等氣體，這樣微孔就可以被清洗，吸附能力又可以恢復。
活性炭的性能隨著次數(shù)的增加而逐漸下降。在此過程中，沉積的灰分，如堿金屬氧化物和鐵，對活性炭基體的燃燒有催化作用。灰分的增加使碘值降低。如果用鹽酸處理飽和碳，可以提高碳的性能。
一般活化溫度為800~950℃，活化時間為20 ~ 40分鐘，注氣量為0.8 ~ 1.0千克/(千克碳)，尾氣中殘余氧含量小于1%，CO含量為2.3%。高溫炭吸附性能回收率***于95%，爐內燒損率小于5%。
2.3生物法。
***先用生物法將培養(yǎng)的菌株應用于飽和碳的脫附，然后將吸附的有機物分解成水和CO2，制成飽和碳。
生物法對易吸附和生物降解的污染物效果顯著，吸附的有機物分解為H2O和CO2，否則可能被活性炭重新吸附。
生物法是一種有前途的簡單方法。缺點是時間長，吸附力恢復有限。
