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活性炭简介
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活性炭是一种由含碳材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达、表面积大，吸附能力强的一类微晶质碳素材料。它是一种常用的吸附剂、催化剂或催化剂载体，广泛应用于几乎所有的国民经济部门和人们的日常生活。 活性炭分类－-由于原料来源、制造方法、外观形状和应用场合不同,活性炭品种不下千种。 按原料来源分: 可分为木质活性炭(如椰壳活性炭、杏壳活性炭、木质粉炭等)、 矿物质原料活性炭(各种煤和石油及其加工产物为原料制成的活性炭)、其它原料制成的活性炭(如废橡胶、废塑料等制成的活性炭)。 按外观形状分: 粉状活性炭 一般将90%以上通过80目标准筛或粒度小于0.175mm的活性炭通称粉状活性炭或粉状炭。粉状炭在使用时有吸附速度较快，吸附能力使用充分等优点，但需专有的分离方法。随着分离技术的进步和某些应用要求的出现，粉状炭的粒度有越来越细化的倾向，有的场合已达到微米甚至纳米级。 颗粒活性炭 通常把粒度大于0.175mm的活性炭称作颗料活性炭。 颗料活性炭又分为下列几种: 不定型颗料活性炭 不定型颗料活性炭一般由颗料状原料经炭化、活化，然后破碎筛分至需要粒度制成，也可以用粉状活性炭加入适当的粘结剂经适当加工而成。 园柱形活性炭 园柱形活性炭又称柱状炭，一般由粉状原料和粘结剂经混捏、挤压成型再经炭化、活化等工序制成。也可以用粉状活性炭加粘结剂挤压成型。柱状炭又有实心和中空之分，中空柱状炭是柱状炭内有人造的一个或若干个有规则的小孔。 球形活性炭 球形活性炭故名思义是园球形的活性炭，它的制取方法与柱状炭类似，但有成球过程。也可以用液态含碳原料经喷雾造粒、氧化、炭化、活化制成，还可以用粉状活性炭加粘结剂成球加工而成。球形活性炭也有实心和空心球形活性炭之分。 其它形状的活性炭 除了粉状活性炭和颗粒活性炭两大类外，还有其他形状的，如活性炭纤维、活性炭纤维毯、活性炭布、蜂窝状活性炭、活性炭板等等。 按应用场合分: 前面已述及活性炭广泛应用于几乎所有国民经济部门和人们的日常生活，正因为如此，按活性炭应用场合进行分类是很困难的，问题在于同一种活性炭可以应用于多种场合，而某种场合又可以用多种活性炭达到相同的目的。人们往往是由应用来获得对活性炭的认识的，所以往往在活性炭词语前冠似×××活性炭也作为的定俗成的活性炭的模糊分类方法。如糖用活性炭、针剂活性炭、味精活性炭、净水活性炭等等。 活性炭由于具有吸附、催化和一定的化学反应性能，同时又具有物理、化学的相对稳定性。广泛应用于几乎所有国民经济部门和人们的目常生活。 活性炭在气（汽）体吸附中的应用 活性炭在气（汽）体吸附中的大规模应用是从第一次世界大战中的毒气防护开始的。此后，逐渐向其他领域扩展，归纳起来其主要应用如下。 有毒或有害气体的防护 防毒面具、口罩和防护服是活性炭应用的典型代表。 气（汽）体的净化、精制和分离 空气净化、空气的氮、氧吸附分离和纯化；工业氢的度压吸附分离和提纯；溶剂回收；烟气中去除二氧化硫和氮氧化合物；空调；航天和深海潜艇的工作环境的气体净化等部离不开活性炭。 活性炭在液相吸附中的应用 活性炭最早的应用是从欧洲人精制糖液开始的。现在活性炭在液相吸附中的应用乙遍及许多工业部门和人们的日常生活。 食品工业中的应用 所有甜味剂、调味品、食用油脂、饮料都使用活性炭进行脱色精制。到目前为止，这方面的应用仍然是活性炭最广阔的市场之一，特别是正在实现工业化的我国和许多发展中国家。 制药工业中的应用 所有人工合面和生物制药的原料药，尤其是西药都采用活性炭进行脱色精制。活性炭吸附的主要作用是去除杂质、提高纯度和去除致热源。这是活性炭又一广大市场之一。 活性炭在化学工业和其他工业中的应用 活性炭在石化工业中的油品精制、脱硫、脱臭、催化剂载体；无机化工中的含用和医药级制品的精制提纯；治金工业中特别是湿法冶金中的金、铂等贵金属的提取以及染织工业中的染料、媒染剂等都逐渐使用活性炭，是近几十年来活性炭新开发的市场。 活性炭在环境保护中的应用 活性炭的应用中，从上世纪六、七十年代起环境保护逐渐成为活性炭最大的消费领域，包括气、液相吸附的环保用活性炭往往占发达国家总用量的60%以上。环保中的气相处理是各种工业生活废气的净化和回收有用溶剂。环保中的液相汲附处理中主要用于人们生活的上、下水和工业废水的处理上。发达国家的人们的饮用水、城市生活废水、工业废水基本上都采用包括活性炭处理在内的三级净化，发达国家用于水处理的活性炭约占其总用量的40～50%。我国开始重视环境问题，预期不远将来，活性炭在我国水处理中将获得跃式的发展。 活性炭在高新技术领域中的应用进展 近二十年来高新技术已成国世界各国经济发展的竞技物。科技的迅速发展促进了活性炭的发高比表面、高孔容、高吸附容量的高性能活性炭、超细活性炭、活性炭各种各样的制品不断涌现。而这些活性炭新品系在高新电子电极、新型催化剂截体、电能和高能量密度物质（如压缩或液化氢气、天然气等）和贮存。电动汽车、功能性绿色环保等诸多领域的应用都屡见有关文献，不少已投放市场。我国的活性炭工作者也在不懈努力，有些方面已取得突破，可以预期在新世纪里我国活性炭在高新技术领域将占有一席之地。 活性炭与同类净化空气产品相比游何优点？ 目前市场上销售的室内净化剂等虽然能杀死空气中部分病菌，却不能有效清除空气中的有害气体。而活性炭作为国际上公认的高强度吸附材料，能高效吸附空气中的有害气体，达到高效净化空气的目的。 1、 以国际上认可的活性炭为吸附材料，性能稳定，无毒副作用，安全可靠。 2、 开封既可使用，方便简单。 3、 无需耗用任何能源，既能高效吸附有毒气体，且无二次释放污染。 4、 持久吸附多种有害气体，高校净化空气。 5、 使用寿命长，每次使用时间不小于5年。 6、 产品可多次再生，再生后恢复原有吸附功能。 7、 兼具环保功能。 活性炭除氯法 原水经过混凝、沉淀、澄清、过滤后，即可作为工业用水使用。如果作为饮用水，还必须进行消毒处理，以防止疾病传播。通常在水中通入氯气作为杀死细菌等微生物的消毒方法。氯气通入水中后，极易溶于水，产生下列反应 C12+H2O====HC1+HOC1 次氯酸还会进一步电离，生成次氯酸根 HOC1====H++OC1- 氯气在水中生成的HOC1和OC1-对细菌等微生物有极强的杀灭作用。但在起杀生作用前，由于水中溶有各种有机物等杂质，这些杂质会首先与C12反应，耗去溶入水中的C12，只有满足这些耗氯需要后，才会有多余的C12来杀灭细菌，这部分氯称为余氯。为维持杀灭细菌的效果，管网水中始终要保持余氯量的在0.5-1mg/L,在管网末端也要保持0.05-0.1mg/L的余氯。 当采用经过消毒处理的自来水作锅炉给水时，必须除去自来水中的余氯。因为余氯的存在会破坏离子交换树脂的结构，使其强度变差，容易破碎。特别是在靠近自来水厂附近时，水中余氯最较高，更需注意除氯。 原理 活性炭由木炭、沥青炭和果壳、果核、动物骨头等经高温焙烧和活化制成。活性炭中有很多毛细孔相互连通，因此，比表面积极大。据测试，1克活性炭有500-1000m2的表面积，图2-23为活性炭内部气孔分布情况。过滤用活性炭是颗粒状的，粒径一般为1-4mm。这些微孔可以起吸附作用。 活性炭脱氯不完全是由于物理吸附作用，它还有催化作用，使余氯进一步转化成碳的化合物，其反应机理为 C12+H2O====HC1+HOCl HOCl====HCl+[O]（活性炭） C+[O]====CO# C+2[O]====CO2# 因此，活性炭在整个吸附脱氯过程中不存在吸附饱和问题，只是损失少量的炭。所以活性炭脱氯可以运行相当长的时间。例如用19.6m3的活性炭粒料作滤料，处理余氯量为4mg/L的自来水时，可连续处理265万m3，使其余氯量小于0.01mg/L。在相同条件下，处理余氯量为2mg/L的自来水时，可使用6年之久。 活性炭脱氯的设备常使用压力过滤器。即在过滤器中以粒状活性炭作滤料，其他功能与前述压力过滤器相似。 工艺过程 运行---反冲洗---正洗---运行 反冲洗：15-20分钟；反冲洗强度：14-18升/平米每秒 正冲洗---5-10分钟；正冲洗滤速：同运行滤 注：活性炭脱氯是吸附和化学反应的过程，运行相当长的时间，因此，最好的再生方法是换新的活性炭。 除有机物法 原理 活性炭的吸附能力与水温的高低、水质的好坏等有一定关系。水温越高，活性炭的吸附能力就越强；若水温高达３０℃以上时，吸附能力达到极限，并有逐渐降低的可能。当水质呈酸性时，活性炭对阴离子物质的吸附能力便相对减弱；当水质呈碱性时，活性炭对阳离子物质的吸附能力减弱。所以，水质的ＰＨ不稳定，也会影响到活性炭的吸附能力。 活性炭的吸附原理是：在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度，再把有机物质杂质吸附到活性炭颗粒内，使用初期的吸附效果很高。但时间一长，活性炭的吸附能力会不同程度地减弱，吸附效果也随之下降。如果水族箱中水质混浊，水中有机物含量高，活性炭很快就会丧失过滤功能。所以，活性炭应定期清洗或更换。 活性炭颗粒的大小对吸附能力也有影响。一般来说，活性炭颗粒越小，过滤面积就越大。所以，粉末状的活性炭总面积最大，吸附效果最佳，但粉末状的活性炭很容易随水流入水族箱中，难以控制，很少采用。颗粒状的活性炭因颗粒成形不易流动，水中有机物等杂质在活性炭过滤层中也不易阻塞，其吸附能力强，携带更换方便。 活性炭的吸附能力和与水接触的时间成正比，接触时间越长，过滤后的水质越佳。注意：过滤的水应缓慢地流出过滤层。新的活性炭在第一次使用前应洗涤洁净，否则有墨黑色水流出。活性炭在装入过滤器前，应在底部和顶部加铺２～３厘米厚的海绵，作用是阻止藻类等大颗粒杂质渗透进去，活性炭使用２～３个月后，如果过滤效果下降就应调换新的活性炭，海绵层也要定期更换。 工艺过程 运行---反冲洗---正洗---运行 反冲洗：15-20分钟；反冲洗强度：14-18升/平米每秒 正冲洗---5-10分钟；正冲洗滤速：同运行滤 注：活性炭吸附力失效后，需蒸汽或其他方式再生。 [ Last edited by nell on 2008-3-25 at 18:11 ] |
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