临朐县海源活性炭厂-泰兴山东活性炭
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山东活性炭作为一种孔隙结构发达、比表面积大、选择性吸附力强的炭质吸附材料,已经被广泛应用于、食品、冶金、化工、环保、医药等行业的精制和净化过程。随着近年来环境保护力度的加强、食品安全标准的提高、动力电池的兴起,活性炭的需求量越来越大,已经成为人们生活和工农业生产过程中不可或缺的重要产品。
世界活性炭制造与应用的历史已逾,我国活性炭工业的发展也走过了半个多世纪,并取得了令人瞩目的成就,我国已发展成为世界活性炭生产大国和出口大国,年产量超过60万吨,出口量逾25万吨。我国活性炭的制造起步于20世纪50年代初,生产能力从1951年的不足百吨猛增到20世纪80年代的近十万吨,且活性炭的应用范围迅速拓展,多种活性炭品种得到了发展;20世纪80年代后,随着和国内经济迅速发展,活性炭生产和应用进一步递增,出口量迅速上升成为世界。近年来,储能、VOCs捕集等新能源与环保行业对活性炭需求的增加,进一步激励了活性炭产业发展,开发出多种活性炭新品种,拓展了应用新领域。
本书全面介绍了国内外活性炭制造与应用新技术,以及作者多年在活性炭领域的主要科技成果,包括:活性炭概论、制造工艺和装备、应用技术、检测标准等九个部分,内容丰富、特色鲜明、通俗易懂,具有重要的参考价值和使用价值。对于更好、更快地促进我国活性炭事业的发展,必将产生积极的推动作用。
活性炭作为重要的林化产品,在国民经济各个领域发挥着的作用。今后,希望加强科研院所与活性炭生产企业的紧密联合,促进科技成果的转化,开发出质量高,应用广,更具国际竞争力的活性炭产品,为中国活性炭行业的科技进步,进军世界活性炭强国做出更大的贡献。
活性炭是由含碳原料经炭化、活化加工制备而成,具有发达的孔隙结构、较大的比表面积和丰富的表面化学基团,选择性吸附能力较强的碳材料。活性炭具有良好的再生性能,可以循环使用,在石油化工、食品、医药、乃至航空航天等领域均有广泛应用,已成为国民经济发展和建设的重要的吸附材料。近年来,随着环保、医药、储能等行业的快速发展,活性炭的市场需求不断增加,我国活性炭的生产量和出口量均已达到世界。
经过30多年的发展,活性炭领域开发了很多新的生产技术,如物理法-化学法活性炭一体化生产技术,活性炭工业生产中化、低消耗、智能化的生产技术以及活性炭的再生生产技术等。同时,活性炭在气相吸附、液相吸附、能源储存和作为催化剂载体等方面的应用也取得很大的进展,全球活性炭行业具有广阔的发展前景。目前,活性炭的研制更多的是着眼于拓展应用领域,因此,有针对性地研制具有特殊吸附性能的活性炭新品种、根据吸附质的特征选择合适的活性炭及低成本制备方法、开发活性炭清洁再生工艺与设备以达到循环利用等方面均是重要的研究方向。
本书主要是基于活性炭研究领域技术发展成果,结合作者多年的研究和产业化经验编写而成。在对活性炭的主要特征、用途、吸附理论进行简单介绍的基础上,阐述了化学法制备技术与装置、物理法制备技术与装置、活性炭的再生技术和设备、活性炭在气相以及在医药、防辐射、电子行业等领域中的应用,同时对活性炭行业国内外相关标准进行了归纳整理,并对活性炭标准化工作提出了展望。
本书在编写过程中得到多位行业的指导和帮助,在此向他们表示衷心的感谢! 感谢宋湛谦院士和张齐生院士为本书作序!
尽管笔者力求全面、深入地介绍活性炭的相关知识,但限于水平和时间,书中难免有疏漏和不妥之处,敬请读者批评指正!
腩罍分子悔查用范雨的扩方,而前方具不同成分的分离机原请行视人研究。
B.多孔碳材料
多孔碳材料(porogs cerbon matenat:PCM,集用具有丰富礼维纺构材料,这类材料以活性炭为代表,很早以前就被广泛应用为缴附剂,近年来箱君具有不同形态特征粉、粒、块、箱、纤维及具织物,治动能转殊的多孔带材料的不断开发,其应用领域也在不断拓宽,由于该材料不仅对某热化学反西具有明显的催化活性,同时又可与金属活作组分进行展的相互作用。加名 PCM还具有成本低,比者面积和孔结构可控,通过炭载体侑燃保从虚催化用中回收贵金属等优势,因此无论是作为催化剂还是催化剂载体,需表现出广销的应用前景,张引枝等软催化领域中所用PCM的制备,特件,具催化和载体功能以及一些催化反应的实例作了详细的综述,
在催化领域中所用PCM大致可分为普通动性炭、聚台物衍生炭和发展复合物。早期PCM多是利用果壳,果核、木材,各种牌号的煤炭,煤供油和重质油沥青等原料,经炭化和物理或化学活化制成,因天然原料所含杂质残留于 PCM中会催化不希望的副反应发生,且采用天然原料不便对所得PCM的孔结构及形态进行调控,因此,目前PCM的制备原料多采用合成树脂,有成纤维。
在合成聚合物时,通过选择交联剂或致孔剂可合成具有较大孔结构和比者面积的共聚物,这类前驱体中所具有的较大孔隙经炭化活化后仍可保留至终的PCM中,利用磺化苯乙烯二乙烯基苯形成的网状结构其聚物在氮气中炭化至1200℃可以制得平均孔大小在30nm的各向同性硬质炭,以糠醇,液体致孔剂二甘醇或聚乙二醇,分散剂以及固化剂对甲基苯磺酸为原料,由糖醇的部分聚合,液体成孔剂挥发可以形成狭窄的大孔,将其炭化所得的PCM中也保留了该孔结构,
PCM由于含有较多的微品,放处于棱面边缘的碳原子较多具有较高的反应性,易与其他元素反应形成支配表面化学结构的化学物种,通常主要是与氧反应形成各种含氧官能团,通过测定活性表面积可以对这些形成官能团活性点数量进行估计,其程度与碳材料中的微晶点及其排列以及表面缺陷数有关。低温热处理(≤1500K)的活性点可能占有更高的总表面积,对活性炭来说可能达20%~40%,作为PCM之一的炭黑,表面存在的氧化物,包括有羧基,酚羟基等酸性官能团,预基、醒基以及由醌基和预基缩合形成的内酯基等中性官能团,还包括氧萘状化合物等碱性氧化物。其他各种碳材料也呈现出类似的表面氧化物情况,
活性碳材料包括了大量的具有不同物理化学性能和不同形状的产品
1.活性炭与血液灌流
德性安血液瞿流是将血液流经活性炭净化,利用活性炭吸附血液中所含的
有理物。对治疗各种药物中毒 公认的方法。据性炭和
脂是貉床上常员 血液灌流技术是国际上
它采用体外循环方式,利
高分子膜 剩物质进行吸附。终
展流清除人体血液中某些疗效果。早在1965年就载(直径0.59~1.65mm)
酸酐和尿酸被很好
机械强度车较差、摩擦后容易脱落炭粒,堵
了减轻炭粒的脱落和改善处理和评价工作,并要经
种方 是让活性炭分散在黏胶人
纤维素沉积在活性炭上
上以 进行水解,例如:在加拿
有半透性的薄膜;在美国用聚甲
次将活性炭包成子母囊型
制成中空纤维,
很好的利用
活性肩粉包 囊形成直径0.1mm的小颗粒,再和明胶混勾、 入冷液体石
成为直径约1.5~2.0mm的丸粒,明胶中加入水溶性的聚乙二醇(分子晕
在活伴炭丸粒内和表面制孔,用戊二醛交联,冲油,干燥、天窗,原检查而成,通过试验证明,该子母囊活性炭对氯丙嗪、氟钴镀、尿酸、、戊巴比妥、水杨酸等药物有吸附效果。在临床治疗肾衰竭尿毒症患者时可代替部分平板透析器的功能:对安眠药中毒病例有良好的效果
在我国,为使活性炭吸附烟气脱硫技术应用于燃煤电厂,也开展了一系列的研究和工业试验并取得重要进展。20世纪80年代初,西安热工研究所和四川省环境保护研究所开展了活性炭吸附烟气脱硫并制取磷肥的试验研究。具体工艺如下:经调温调湿后的烟气进入吸收塔,活性炭作为吸附催化剂将SO:吸附,并在O2存在的条件下进一步将SO2催化氧化成SO3,当吸附接近饱和气相液时经水喷淋洗涤得到一定浓度的稀硫酸。洗涤再生后的活性炭吸收剂可继续使 用,该法脱硫效率达70%(脱硫)。 子并与 迄今为止,国内外关于活性炭脱硫的研究并不少,日本和德国已经有将活理认为
活性炭用于移动床同时脱硫脱氮的成功实践。我国在这方面的研究起步较晚,应用活性炭脱硫技术的历程经历了三个阶段:20世纪50年代初期,采用硫化铵再生的活性炭脱硫技术,该技术所需设备多,占地面积大,操作复杂,再生成
本高,活性炭的制作成本也高;70年代中期,开发应用过热蒸汽再生的活性 4. 炭脱硫技术,该技术所需设备装置少,操作方法简单,再生成本低,活性炭价格便宜;80年代中期,采用改性活性炭技术,提高了活性炭的工业硫容,在为问题是一定程度上延长了活性炭脱硫的正常使用周期,改善了工作环境。而且已经有50,在活性炭脱硫的工业实践,例如四川宜宾豆坝电厂和湖北松木坪电厂。实践证都致力明:活性炭法烟气脱硫技术具有非常好的发展前景,进一步的深入研究能够促
活性炭超声波再生法的试验,结果表明磁声再生具有能耗小、工艺及设备简单、活性炭损失小,可回收有用物质等特点…、宁平等呆用微波辐射法对载硫活性炭进行再生实验,考察了微波功率、载气量、洁性炭量、再生时间以及再生次数等因素的影响,实验结果表明在微波功率700W、载气流量0.3L/min条件下,对8g的饱和活性炭进行3mn的再生处理后SO:产品气浓度可达90%以
工业性再生装置种类及其特点
对于吸附饱和的活性炭的再生方法通常有使用酸、碱的药品再生祛以及在高温下利用水煤气进行活化反应的高温热再生两种。药品再生法曾经作为医药品的脱色精制及发酵液脱色活性炭的再生方法,但由于再生过程中将产生大量废水,同时增加中和、生物处理等废水处理装置,因此这种方法的实施在对排水水质要求严格的地区有一定的困难;在高温热再生法中,由于吸附在活性炭上的有机物质被加热分解,若直接排放将造成空气污染,但如果通过使用二次燃烧室等必要的对策,则能够成为环保性能的装置。
化学法再生一般都在原炭柱内进行,不需再生设备,本节中对工业上广泛使用的热再生装置进行叙述。
20世纪 70年代中期,对活性炭热再生装置的技术开发取得了突破性进展,多种再生炉在各个领域中得到了广泛应用。目前国内外使用较多的再生炉型有回转炉、多层炉、移动层炉、流态化炉等,其中回转炉与多层炉适用于大规模再生处理,其设备结构、工艺控制都与颗粒活性炭制造工艺中的活化炉相似,而流态化炉再生设备是近年来出现的。
回转炉
回转炉的大特征是物料容易从炉中全部卸出,因此进行活性炭再生的企业为了承担不同种类活性炭的再生作业,大多采用回转设备炉进行再生。回转炉炉腺有一段式和两段式两种形式,加热方式则有内热式、外热式和内外兼热式三种。其中内热式虽然可制造大型设备,一次性处理量大,但其结构不密封,而且难以控制高温烟道气流量、温度等参数,使得活性炭的燃烧损失非常大:外热式回转炉由于是从炉体外侧加热,为了将热量传递给活性炭,炉体只能采用耐热金属板制成,因此制造大型设备工艺较为困难,但是小型外热式回转炉完全可以满足日生产量为300kg这样小规模生产的需要。
整个再生系统主要由特殊耐热不锈钢筒体、炉体、给料出料装置、机械传动部分、保温部分和控制系统等构成。它的优点是既可用作再生炉亦可用作活化炉,对物料适应性强,设备故障低,连续进出料的特点使其处理量大,再生