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活性炭吸附剂作为一种以再生能源或者低品位余热驱动的绿色制冷技术,吸附式制热/热泵技术越来越得到人们的关注。目前在吸附式制冷/热泵系统中所应用的吸附剂主要包括物理吸附剂、化学吸附剂以及物理-化学混合吸附剂。化学吸附剂相对于物理吸附剂来讲,具有吸附、解吸量大、制冷以及制热功率大等优点。

活性炭吸附的主要特点
吸附剂:能有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。
吸附剂可按孔径大小、颗粒形状、化学成分、表面性等分类,如粗孔和细孔吸附剂,粉状、粒状、条状吸附剂,碳质和氧化物吸附剂,性和非性吸附剂等。
常用的吸附剂有以碳质为原料的各种活性炭吸附剂和金属、非金属氧化物类吸附剂。
活性炭与其它吸附剂如硅胶、活性白土、沸石以及各种树脂类吸附剂相比较时,具有许多特点。
(一)、属于非性吸附
是疏水性的非性吸附剂,能选择性地吸附非性物质,而对不饱和的含碳化合物,如含双键或三键的化合物,选择性吸附的能力小。
硅胶、矾土类吸附剂是性吸附剂,对性分于的选择性吸附能力大,即对不饱和的含碳化合物的吸附力大。例如,以活性炭和硅胶作为色谱柱,分离溶于石油醚溶液中的酸、硬脂酸和软脂酸的混合物时,吸附的次序两者恰好相反。
杜宾宁认为,在活性炭的吸附中,由于活性炭的非性的性质,只有范德华力中的弥散力的作用引起物理吸附。这种弥散力的产生是由于在任何分子之间负电荷在电子云不同点上发生偶然的瞬时集聚而引起的。这特点使活性炭较适合于对有机化合物的吸附,特别是芳香族化合物。因此,活性炭吸附有如下规律:
1、对芳香族化合物的吸附优于对非芳香族化合物的吸附,如对苯的吸附优于对环己烷的吸附;
2、对带有支链的烃类吸附,总是优于对直链烃类的吸附;
3、对有机物中含有和不含有无机基团的吸附不一样,凡含有无机基团的总是低于不含有无机基团的化合物。如对吡啶的吸附总是低于对苯的吸附;
4、对分子量大的和沸点高的化合物的吸附总是分子量小的和沸点低的化合物。
(二)、比表面积大
活性炭的比表面积,而平均孔径小,说明活性炭主要是微孔。活性炭的比表面积不同,吸附性能也不同,一般比表面积大的,吸附能力也大,但是,比表面积相同的活性炭,吸附能力也可能有很大差别,这是由于活性炭的孔隙形状和孔径分布、表面化学性质和灰分含量不同等原因所放。
(三)、有较发达的孔隙结构
活性炭具有发达的孔隙结构,除活性炭分子筛以外,孔径分布范围较广,因此,能吸附分子大小不同的各种物质,但选择性的吸附分离效果较差。吸附质分子的大小与活性炭孔隙大小相对应时有利于吸附。有人认为,当活性炭的孔隙半径比吸附质分子的半径大3-4倍时,有利于吸附。液体分子一般比气体分子大,一般过渡孔较发达的活性炭有利于液相吸附,例如,糖用炭适用于除去糖液个的大分子杂质;微孔发达的活性炭适用于气相吸附,对于低浓度的和低沸点的气体和蒸汽的吸附能力也是很大的。
孔径大小相近,比表面积相同的两种活性炭,对分子虽相同的化合物进行吸附时,吸附能力往往不同,这可能与活性炭的孔隙形状、表面性质和活性炭与吸附质的亲合力有关。
(四)、活性炭的表面特性
由于活化条件不同,活件炭的表面性质也有所不同。例如,在高温下用水蒸汽活化制得的颗粒活性炭,表面多合碱性氧化物,而用氯化锌法制得的活性炭,表面多合酸性氧化物。由于表面氧化物的性质不同,吸附性质也有差别。

活性炭滤床分为固定床、移动床和流动床三种。固定床活性炭过滤应用较广泛,国内已用于给水的活性炭滤池、污水的深度处理,主要用于脱色,除臭,脱氰,去除有机物、重金属、合成洗涤剂、病毒等。固定炭层厚度1.5~2.0m,过滤速度8~20m/h,反冲洗水速度28~32m/h,反冲洗时间4~10min。活性炭失去其吸附能力后可采用直接电流加热再生,每千克炭再生费用约占新炭费用的5.5%,此外,可采用湿式氧化及微波加热等方法用于其再生,再生回,收率可达80~94%。

活性炭过滤,以活性炭为滤料进行水处理的过程。活性炭是一种经过气化(碳化、活化)造成发达孔隙的,以炭作骨架结构的黑色固体物质。它的发达孔隙使其具有很大的比表面积,每克材料的表面积为500~1700㎡,从而具有良好的吸附特性。活性炭的真比重为1.9~2.1。

活性炭过滤应用范围
1.活性炭过滤常用于水处理设备过滤、污水处理、中水回用等等。广泛应用于化工、食品、医、电子光负等。
2.用于要求出水浊度≤5mg/L能符合饮用水质标准的工业用水、生活用水及市政给水系统;
3.工业污水中的悬浮物、固体物的去除;
4.可用作离子交换法软化、除盐系统中的预处理设备,对水质要求不高的工业给水的粗过滤设备;以及用在游泳池循环处理系统、冷却循环水净化系统等。

活性炭是一种用途极广的工业吸附剂,它是利用木炭、各种果壳和煤等作为原料,通过物理和化学方法对原料进行破碎、过筛、催化剂活化、漂洗、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成。活性炭自1900年问世以来,其应用历程当中经历了两件大事,一是在20世纪20年代次世界大战中被用于制造防毒面具;二是在20世纪40年代数以百计的自来水厂用活性炭脱臭。活性炭的吸附性源于其特的分子构造,活性炭的内部有很多孔隙,每克活性炭的内部孔隙如果铺展开来可达到500~1700平方米,正是这种特的内部构造,使得活性炭具有的吸附能力,活性炭的应用非常广泛,
活性炭经过高温活化及特殊造孔径调节技术处理,使其具备了广大的比表面积及丰富的与室内有害气体分子大小相匹配的孔隙结构,于吸附甲醛、苯系物、氨、氡、TVOC、等数十种有害物质等、所有对人体有害的气体及空气中的浮游。具有吸味、去毒、除臭、去湿、防霉、杀菌、净化等综合功能,在吸附有害气体的同时,杀灭霉菌、大肠、金葡萄球菌、脓菌等致病菌,抑制流行原的传播,清除室内环境污染。

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