潍坊诸城脱附活性炭催化燃烧-物理脱附

山东临朐县海源活性炭厂，位于潍坊市临朐县冶源镇西圈村，建厂多年来，经不断发展，现已成为一家综合性滤料厂家，产品有：各种型号用途活性炭，广泛应用于污水处理、工业废气吸附、饮料水处理、净水过滤、电厂水预处理、废水回收前处理、生物法污水处理。 临朐县海源活性炭厂，是一家从事活性炭生产20年的生产厂家，产品20多个型号，覆盖不同领域的活性炭使用环境，产品营销全国，质量稳定如一，初心不改，一切为环保事业做出应有的贡献，始终将青山绿水作为自己产品质量的要求。地址：山东临朐县冶源镇西圈村

脱附活性炭是一种用途十分广泛的吸附剂，小孔径的活性炭可用作气体分离、回收溶剂蒸气、冰箱脱臭剂、防毒面具中的吸附剂，大孔径可用作脱色，清除溶液中的呈色物质，例如白糖、葡萄糖、酒类、油脂、医药、水的净化等的脱色；催化剂。
1. 气相吸附应用
脱附活性炭的气相吸附应用有很多，如与储氢合金形成的复合材料可以在温和条件下吸附氢气或天然气混合物，从而可以应用于炼油厂催化干气中氢气的吸附；城市天然气用量随时间变化而或高或低，通过高比表面积的活性炭吸附罐可以有效实现天然气管道下游调峰，进而降低投资成本。除用于能源气体的储存外，美国、德国等发达国家还开发出了基于活性炭的，具有多次再生功能的新型织物，并将之应用于许多特殊服装如飞行服、抗皱内衣等的制造。
1）净化室内空气：与室外空气污染相比，室内环境污染对健康的危害更为直接，是导致人们过敏、气喘、疾病等的重要原因。室内环境污染的污染源很多，包括建筑装潢材料、厨房油烟、家具用品以及烟草烟气等。随着人们对家居环境的重视程度越来越高，室内空气净化用活性炭的市场需求越来越大，因此适于室内用的即效性活性炭空气净化装置也将会得到普及［14］。根据室内有毒气体的种类和分子大小，经过孔径调控的活性炭可以特异性的将之去除，从而室内污染。化学喷涂方法只能暂时遮盖或淡化污染物气味，不能稳定去除缓慢释放的有害气体。目前，民用活性炭的市场已超过10亿元/年，竞争越来越激烈，但是暂没有相关国家或行业质量标准，导致市场混乱，产品质量参差不齐。由中国林科院林产化学工业研究所承担的室内空气净化活性炭的系列标准正在制定中，标准实施后将有效规范空气净化活性炭的市场。
2）电厂烟气联合脱硫、脱硝、脱汞：活性炭吸附脱硫、脱硝、脱汞是燃煤烟气干法净化技术的发展趋势，尤其适用于缺水地区，目前国家相关部门正在编制电厂烟气治理用吸附剂国家标准，今后这一类的产品将得到迅速发展。活性炭脱硫技术在国外已比较成熟，新的脱硫技术是在活性炭上负载钴、镍、钒、镁等金属以提高对二氧化硫的脱除性能。通用方法是先将金属离子引入煤和木质材料表面，引入的方式一般为络合或者离子交换，随后再对原料进行炭化和活化。此外也有报道称9%的碳酸钠溶液改性的活性炭对硫化氢具有特异吸附选择性。
3）油气回收：随着汽车工业的不断发展，汽车燃油挥发已成为空气污染的重要源头之一。研究表明：汽车总污染的40%左右来源于油气挥发污染，这占到了尾气排放污染的60%～70%。针对这个问题，国外科研工作者开发了具有吸附/脱附油气功能的活性炭，并将之应用于汽车挥发性汽油回收，节约能源的同时还保护了环境。目前国外的活性炭正丁烷工作容量(BWC)已从几年前的90～110g/L提高到150g/L，且高容量、低残留的油气回收用活性炭也在不断开发当中。国内企业对油气回收活性炭的使用也已开始，如北京燕山石化炼油厂通过使用活性炭油气回收装置，在2006年就回收了高达288t的汽油，合人民币约150万。这仅仅是在油气回收率为0.24%的条件下单个炼油厂的汽油回收效益，若放大到全国，每年排放到大气中的油气高达几万吨，对之进行有效回收将具有十分可观的经济效益和环保效果。
4）吸附净化有机废气：随着工业化趋势的加速，使用有机溶剂的行业及种类也越来越多，为防止这些溶剂在使用过程中直接排入大气造成污染，进行回收或净化处理。活性炭因价格低廉，操作简单等特性而被广泛应用于有机溶剂的吸附。活性炭表面惰性化处理后，对高浓度贵重有机气体进行吸附/解吸，避免有机溶剂在活性炭表面发生催化改性，导致回收的贵重有机溶剂无法重复使用。对于低浓度有机废气，建议使用负载金属催化剂的活性炭，在吸附过程同时将有机溶剂催化降解为CO2和H2O，目前比较容易净化到10－6浓度级别。随着国家对环保和资源循环利用重视度的提高，活性炭整套回收有机溶剂系统的需求也必将越来越大。

临朐县海源活性炭厂，是一家从事活性炭生产20年的生产厂家，产品20多个型号，覆盖不同领域的活性炭使用环境，产品营销全国，质量稳定如一，初心不改，一切为环保事业做出应有的贡献，始终将青山绿水作为自己产品质量的要求。
地址：山东临朐县冶源镇西圈村
脱附活性炭孔隙结构： 环保活性炭是由石墨微晶、单一平面网状碳和无定形碳三部分组成，其中石墨微晶是构成活性炭的主体部分。活性炭的微晶结构不同于石墨的微晶结构，其微晶结构的层间距在0.34～0.35nm之间，间隙大。即使温度高达2000 ℃以上也难以转化为石墨，这种微晶结构称为非石墨微晶，绝大部分活性炭属于非石墨结构。石墨型结构的微晶排列较有规则，可经处理后转化为石墨。非石墨状微晶结构使活性炭具有发达的孔隙结构，其孔隙结构可由孔径分布表征。活性炭的孔径分布范围很宽，从小于1nm到数千nm。有学者提出将活性炭的孔径分为三类：孔径小于2nm为微孔，孔径在2～50nm为中孔，孔径大于50nm为大孔。
活性炭中的微孔比表面积占活性炭比表面积的95%以上，在很大程度上决定了活性炭的吸附容量。中孔比表面积占活性炭比表面积的5%左右，是不能进入微孔的较大分子的吸附位，在较高的相对压力下产生毛细管凝聚。大孔比表面积一般不超过0.5m2/g，仅仅是吸附质分子到达微孔和中孔的通道，对吸附过程影响不大。
脱附活性炭表面化学性质： 环保活性炭内部具有晶体结构和孔隙结构，活性炭表面也有一定的化学结构。活性炭吸附性能不仅取决于活性炭的物理（孔隙）结构，而且还取决于活性炭表面的化学结构。在活性炭制备过程中，炭化阶段形成的芳香片的边缘化学键断裂形成具有未成对电子的边缘碳原子。这些边缘碳原子具有未饱和的化学键，能与诸如氧、、氮和等杂环原子反应形成不同的表面基团，这些表面基团的存在毫无疑问地影响到活性炭的吸附性能。X 射线研究表明，这些杂环原子与碳原子结合在芳香片的边缘，产生含氧、含和含氮表面化合物。当这些边缘成为主要的吸附表面时，这些表面化合物就改变了活性炭的表面特征和表面性质。活性炭表面基团分为酸性、碱性和中性 3 种。酸性表面官能团有羰基、羧基、内酯基、羟基、醚、等，可促进活性炭对碱性物质的吸附；碱性表面官能团主要有吡喃酮（环酮）及其物，可促进活性炭对酸性物质的吸附。

脱附活性炭具有除臭，除异味，去除水中氯离子等有机物功能。
脱附活性炭采用通孔结构的铝蜂窝、塑料蜂窝、纸蜂窝为载体。与传统活性炭过滤网相比，具有更优良的气体动力学性能，体积密度小，比表面积大、吸附，风阻系数小。蜂窝状活性炭滤网是在聚酯泡棉上载附粉状活性炭制成，其含碳量在35%-50%左右。具有活性炭的吸附性能，可用于空气净化，去除挥发性有机化合物、、和空气中的污染物。空气阻力小，能耗低，可在一定风量下除臭、除异味，净化环境，具有的净化效果。

脱附活性炭是一种经特殊处理的炭，将有机原料（果壳、煤、木材等）在隔绝空气的条件下加热，以减少非碳成分（此过程称为炭化），然后与气体反应，表面被侵蚀，产生微孔发达的结构 （此过程称为活化）。

由于活化的过程是一个微观过程，即大量的分子碳化物表面侵蚀是点状侵蚀 ，所以造成了活性炭表面具有无数细小孔隙。活性炭表面的微孔直径大多在2～50nm之间，即使是少量的活性炭，也有的表面积，每克活性炭的表面积为500~1500m2，活性炭的一切应用，几乎都基于活性炭的这一特点。

脱附活性炭是由木质、煤质和石油焦等含碳的原料经热解、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，特异性吸附能力较强的炭材料的统称。 通常为粉状或粒状具有吸附能力的多孔无定形炭。由固态碳质物（如煤、木料、硬果壳、果核、树脂等）在隔绝空气条件下经600～900℃高温炭化，然后在400～900℃条件下用空气、二氧化碳、水蒸气或三者的混合气体进行氧化活化后获得。

脱附活性炭，炭化使碳以外的物质挥发，氧化活化可进一步去掉残留的挥发物质，产生新的和扩大原有的孔隙，改善微孔结构，增加活性。低温（400℃）活化的炭称L-炭，高温（900℃）活化的炭称H-炭。H-炭在惰性气氛中冷却，否则会转变为L-炭。活性炭的吸附性能与氧化活化时气体的化学性质及其浓度、活化温度、活化程度、活性炭中无机物组成及其含量等因素有关，主要取决于活化气体性质及活化温度。

脱附活性炭的含炭量、比表面积、灰分含量及其水悬浮液的pH值皆随活化温度的提高而增大。活化温度愈高，残留的挥发物质挥发愈完全，微孔结构愈发达，比表面积和吸附活性愈大。

临朐县海源活性炭厂，位于潍坊市临朐县冶源镇西圈村，建厂多年来，经不断发展，现已成为一家综合性滤料厂家，产品有：型号用途活性炭，广泛应用于工业废气吸附、水质净化，工业产品脱色 提纯，建厂20年来，以活性炭为主业；不断加大科研投入，产品种类，质量稳定，深受广大客户好评。
物理法通常指气体活化法，是以水蒸气、烟道气(水蒸气、CO:、Nz等的混合气)、CO2或空气等作为活化气体，在800~1000℃的高温下与已经过炭化的原材料接触进行活化的过程。在这个过程中，具有氧化性的活化气体在高温下侵蚀炭化料的表面，使炭化料中原有闭塞的孔隙重新开放并进一步扩大，某些结构因选择性氧化而产生新的孔隙，同时焦油和未炭化物等也被除去，终得到活性炭产品。由于物理法通常采用气体作为活化剂，工艺流程相对简单，产生的废气以CO₂和水蒸气为主，对环境污染小，而且终得到的活性炭产品比表面积高，孔隙结构发达，应用范围广，因此在活性炭生产厂家中70%以上都采用物理法生产活性炭，下面对物理活化法的机理、工艺流程、装置设备及国内外发展现状等进行具体阐述。
一、原料炭化
物理法制备窝蜂活性炭活性炭需要先将原料在400~600℃下进行炭化处理，使原料中碳元素以外的主要元素(氢、氧等)以气体形式脱除，通过CO2、CO 的形式也可使一部分碳元素释放出去，残留的碳元素则多数以类似石墨的碳微晶形态存在。然而和石墨晶体不同的是，这些碳微晶的排列是杂乱无章的，因此形成了具有活性炭原始形态的结构。但是仅仅经过炭化处理，碳微品的周围以及碳微晶之间的缝隙仍被热解所产生的焦油或者无定形碳堵塞，因此需要进一步活化处理，除去这些堵塞孔隙的物质才能得到具有发达孔隙结构的活性炭。
二、气体活化法过程简述
在炭化的中间产物进行活化期间，是基本碳微晶以外的无定形碳。化是制取活性炭的一个关键过程。炭活化设备有内热式和外热式回转炉。日本使用外热式较多，中国普遍使用的是内热式回转炉。热式与内热式回转炉的主要区别在于前者的高温气流与物料不直接接触，而靠炉壁辐射加热物料，这种炉型有利于产品质量的提高。但对制造回转炉的材料有较高要求，日本用的是Fe-Cr合金材料制作。后者则是高温烟气流直接加热物料，国内常用的内热式回转炉结构可参考磷酸法活性炭生产
回转炉为卧式，简体用碳钢钢板制成，为防止物料与钢板直接接触，同时避免影响产品质量和腐蚀设备，需要内衬耐火砖。在中部外套大齿轮，借以推动简体转动，两端各有一对托轮，支承简体质量。为防止气体外逸、污染操作环境，炉头和炉尾均安装密封装置，安装时须保持一定的倾斜度，使物料能从炉尾向炉头移动，高温热风由炉头进入，与物料逆流接触达