活性炭應(yīng)用中有哪些設(shè)備
使用活性炭有間歇操作和連續(xù)操作兩類:
1)間歇操作常用于粉狀活性炭的大小規(guī)模使用。所用的設(shè)備是:不同大小的桶、缸、槽之類 容器、過(guò)濾器、攪拌器等。過(guò)濾器有普通過(guò)濾、真空過(guò)濾或加壓過(guò)濾等各種類型。
2)連續(xù)操作常用于使用粒狀活性炭的較大規(guī)模的生產(chǎn),設(shè)備裝置有:
a、固定床,是以活性炭為填充層,流體從上方或下方連續(xù)流入進(jìn)行吸附的方法,因這種設(shè)備中活性炭在操作過(guò)程中固定不動(dòng)。固定床根據(jù)流體量和處理要求有單床、多床串聯(lián)和多床并聯(lián)等方式。
b、移動(dòng)床,是指活性炭間歇式移動(dòng)吸附方式。要處理的流體從吸附塔底部流入,與活性炭逆流接觸,處理后的流體從塔頂部流出。
c、流動(dòng)床,這是連續(xù)式流動(dòng)床吸附法,早期對(duì)糖進(jìn)行脫色。活性炭在塔內(nèi)形成膨脹層或流化狀態(tài),與從塔底部進(jìn)入的流體更多的接觸,然后連續(xù)排出塔外。如果流體流速過(guò)大,塔內(nèi)活性炭膨脹率增大,不能保持層狀移動(dòng),因此要嚴(yán)格調(diào)節(jié)流量。
影響吸附有哪些因素
影響吸附的因素有三方面:
A、 活性炭方面
理想的活性炭要具有在多孔中能容納zui大重量的吸附質(zhì)的內(nèi)表面和大孔容。微孔多的活性炭?jī)A向于吸附小分子,大孔多的活性炭?jī)A向于吸附較大的分子。因此總表面和孔容的數(shù)據(jù)不能用來(lái)評(píng)估活性炭的可能有效性。
B、 吸附質(zhì)方面
一般有機(jī)物的吸附隨著分子量的增加而增加,直至分子太大進(jìn)不了炭孔。非極性有機(jī)物較極性有機(jī)物更易從水溶液中被吸附,有其他有機(jī)物混存時(shí)會(huì)影響吸附,一般無(wú)機(jī)物不易被吸附。易液化或高沸點(diǎn)的氣體較易吸附?;旌蠚怏w中,純凈狀態(tài)下易被吸附的氣體優(yōu)先被吸附。
C條件方面
溫度影響擴(kuò)散速率和吸附平衡,擴(kuò)散速率與黏率有關(guān),提高溫度會(huì)提高擴(kuò)散速率,而達(dá)到平衡加快,但是zui終的吸附量也較低。壓力增高,氣體的吸附量增大,尤其常壓下吸附性較小的氣體,這是變壓吸附的基礎(chǔ)。
PH值會(huì)影響溶液中有色物的吸附。許多有色化合物在不同PH值下會(huì)改變結(jié)構(gòu)和色澤,在不同的PH值下會(huì)改變結(jié)構(gòu)和色澤,在不同的PH值下用同樣的活性炭處理同樣的溶液,一般在較代PH值下有較佳的吸附。
由于活性炭制造時(shí)活化條件的不同而PH有異,為配合應(yīng)用,活性炭PH值可在制造時(shí)調(diào)整。
怎樣評(píng)價(jià)活性炭的吸附能力
吸附分液相吸附和氣相吸附兩類,液相吸附能力常以吸附等溫線進(jìn)行評(píng)價(jià),氣相吸附能力以溶劑蒸氣吸附量評(píng)價(jià)。
吸附等溫線表示一定溫度下吸附系統(tǒng)中被吸附物質(zhì)的分壓或濃度與吸附量之間的關(guān)系,即當(dāng)保持溫度不變,可測(cè)得平衡吸附量和分壓或濃度間的變化關(guān)系。以剩余濃度為橫軸,以活性炭單質(zhì)量的吸附量為縱軸可繪出關(guān)系曲線。
當(dāng)保持分壓或濃度不變,可測(cè)得平衡吸附量和溫度間的變化關(guān)系,繪出關(guān)系曲線,即吸附等壓線。由于在工業(yè)裝置中少量成分吸附大致在等溫狀態(tài)下進(jìn)行,所以吸附等溫線zui為重要和常用。
溶劑蒸氣吸附量表示氣相吸附性能,可用顆?;钚蕴康?吸附率的測(cè)定為例,在規(guī)定的試驗(yàn)條件下,即規(guī)定的炭層高度、氣流比速、吸附溫度、測(cè)定管截面積、*蒸氣濃度的條件下,持含有一定*蒸氣濃度的混合空氣流不斷地通過(guò)活性炭,當(dāng)達(dá)到吸附飽和時(shí),活性炭試樣所吸附的*的質(zhì)量與試樣質(zhì)量之百分比作為*的吸附率。
活性炭應(yīng)用中對(duì)于吸附能力,用實(shí)際擬用的活性炭、操作的條件、具體的處理物進(jìn)行評(píng)價(jià)測(cè)試。
活性炭的吸附量,即單位活性炭所吸附的吸附質(zhì)的量,工業(yè)上也有稱為活性炭的活性,活性有兩種表示方法:
靜活性-----即通常所指的吸附劑達(dá)到平衡的吸附量。
動(dòng)活性----是指流體混合物通過(guò)活性炭床層,其中吸附質(zhì)被吸附,經(jīng)一些時(shí)間的運(yùn)作,活性炭床層流出的流體中開始出現(xiàn)含有一定的吸附質(zhì),說(shuō)明活性炭床層失去吸附能力,此時(shí)活性炭上已吸附的吸附質(zhì)的量,就稱為活性炭的活性。是設(shè)計(jì)大量的、經(jīng)常的、重要的吸附系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)。
用液相等溫線法測(cè)定活性炭吸附能力的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用方法,可用于測(cè)定原始的和再活化的和粉狀活性炭的吸什能力。
活性炭在液相中有哪些除雜作用
活性炭在液相工藝中應(yīng)用大都涉及去除雜質(zhì)一類的精制或凈化,其主要作用有:
脫色、去除著色及其前體等雜質(zhì);脫臭、去除呈臭及其前體等雜質(zhì);脫異味雜質(zhì);脫硫類雜質(zhì);去除膠體類雜質(zhì);去除油類雜質(zhì);去除起泡類雜質(zhì);去除放射性類雜質(zhì);去除溶液中防礙過(guò)濾;結(jié)晶和純度的雜質(zhì);去除水中三氯甲烷、氯等雜質(zhì);去除致渾濁雜質(zhì);去除熱源雜質(zhì);去除廢水中有害的雜質(zhì)。
活性炭的比表面積越大、吸附力一定越大嗎?
一般來(lái)說(shuō)活性炭的比表面積(BET)越大,吸附力也越大,但是有時(shí)候卻不一定。
BET是用氮?dú)饣蚨⊥榈奈椒椒y(cè)出活性炭總表面積的一種廣用的參數(shù)。按理BET越大,吸附力就越大??墒窃趯?shí)際應(yīng)用中這概念有局限性,因?yàn)榛钚蕴康目子写罂?、中孔和微孔的區(qū)別,有時(shí)僅有部分的孔適合于某類大小吸附物的進(jìn)入。
在液相應(yīng)用中,通常有機(jī)物的吸附值分子量(分子大小)的提高而提高。直到分子大到不能進(jìn)孔為止。的活性炭是具有大量恰好稍大于吸附物分子的孔。孔太小,吸附物進(jìn)不了;孔太大,使單位體積的表面積減少。
在氣相應(yīng)用中,小分子被吸附進(jìn)入微孔。這時(shí)總表面積的概念是合用的。至于活性炭對(duì)金屬絡(luò)合物的吸附,涉及化學(xué)鍵的形成,也不是BET越大越好。
影響粒狀活性炭應(yīng)用的主要性質(zhì)是什么
應(yīng)用粒狀活性炭,尤其大量應(yīng)用,zui影響效果和成本的活性炭主要性質(zhì)是:吸附量;壓降或床層膨脹;抗磨性;大小、水分、灰分、pH值和可溶物。
應(yīng)用較為大量的粒狀活性炭都裝在柱型設(shè)備中,就要講究壓降(壓頭損失)或床層膨脹,是設(shè)計(jì)炭柱的必要因素。壓降由微粒大小和大小分布所決定。床層膨脹由微粒大小、形狀和大小分布以及微粒密度所決定。
大量使用粒狀活性炭時(shí),常加水以泵輸送和以運(yùn)輸帶脫水,因此要重視活性炭的損失量,講求活性炭的抗磨性。
選用粉狀活性炭還是粒狀活性炭
要根據(jù)具體工藝目的結(jié)合兩種活性炭的各自優(yōu)點(diǎn)而選用。
粉狀活性炭通常在液相應(yīng)用,加入液體后經(jīng)攪拌混合、過(guò)濾或沉降,而得所要的液體。以粉狀活性炭處理的優(yōu)點(diǎn)是:適用于間歇工藝;易控制加入量;可利用現(xiàn)成過(guò)濾設(shè)備;價(jià)格較低。 粒狀活性炭可用于液相,也可用于氣相。一般將要處理的液體或氣體連續(xù)通過(guò)活性炭柱。以粒狀活性炭處理的特點(diǎn)是:適用于連續(xù)工藝與自動(dòng)控制;較少活性炭耗量,使用的炭/液比高;較易清潔操作;因價(jià)較高大量使用時(shí)應(yīng)予再生,且較易再生。
談?wù)劵钚蕴窟^(guò)濾原理
活性炭的吸附能力與水溫的高低、水質(zhì)的好壞等有一定關(guān)系。水溫越高,活性炭的吸附能力就越強(qiáng);若水溫高達(dá)30℃以上時(shí),吸附能力達(dá)到極限,并有逐漸降低的可能。當(dāng)水質(zhì)呈酸性時(shí),活性炭對(duì)陰離子物質(zhì)的吸附能力便相對(duì)減弱;當(dāng)水質(zhì)呈堿性時(shí),活性炭對(duì)陽(yáng)離子物質(zhì)的吸附能力減弱。所以,水質(zhì)的PH不穩(wěn)定,也會(huì)影響到活性炭的吸附能力。
活性炭的吸附原理是:在其顆粒表面形成一層平衡的表面濃度,再把有機(jī)物質(zhì)雜質(zhì)吸附到活性炭顆粒內(nèi),使用初期的吸附效果很高。但時(shí)間一長(zhǎng),活性炭的吸附能力會(huì)不同程度地減弱,吸附效果也隨之下降。如果水族箱中水質(zhì)混濁,水中有機(jī)物含量高,活性炭很快就會(huì)喪失過(guò)濾功能。所以,活性炭應(yīng)定期清洗或更換?! ?br />活性炭顆粒的大小對(duì)吸附能力也有影響。一般來(lái)說(shuō),活性炭顆粒越小,過(guò)濾面積就越大。所以,粉末狀的活性炭總面積zui大,吸附效果*,但粉末狀的活性炭很容易隨水流入水族箱中,難以控制,很少采用。顆粒狀的活性炭因顆粒成形不易流動(dòng),水中有機(jī)物等雜質(zhì)在活性炭過(guò)濾層中也不易阻塞,其吸附能力強(qiáng),攜帶更換方便?! ?br />
活性炭的吸附能力和與水接觸的時(shí)間成正比,接觸時(shí)間越長(zhǎng),過(guò)濾后的水質(zhì)越佳。注意:過(guò)濾的水應(yīng)緩慢地流出過(guò)濾層。新的活性炭在*次使用前應(yīng)洗滌潔凈,否則有墨黑色水流出。活性炭在裝入過(guò)濾器前,應(yīng)在底部和頂部加鋪2~3厘米厚的海綿,作用是阻止藻類等大顆粒雜質(zhì)滲透進(jìn)去,活性炭使用2~3個(gè)月后,如果過(guò)濾效果下降就應(yīng)調(diào)換新的活性炭,海綿層也要定期更換