【正文】 第2章 活性炭世界上活性炭的研究和利用起源20世紀初期的歐洲，原料為木炭和骨炭?；钚蕴吭偕鸂t的形式很多，其中高溫加熱再生裝置就有幾種，比如有多層式、回轉式、流化床式、移動床式等?；钚蕴繉τ诙舅?、有害有機物質(zhì)、重金屬、色素的優(yōu)異吸附作用及使用中安全、可靠、經(jīng)濟已被公認為“沒有任何其他藥劑能取代”早在制藥、化工、食品、電子等工業(yè)得到廣泛應用當前“環(huán)境保護和生產(chǎn)安全” 已將活性炭吸附工藝作為控制污染的主要手段。34參考文獻332221第4章 回轉爐設計8 酸洗53 活性炭表面化學性質(zhì)2 活性炭應用加熱再生法再生效率高、再生時間短、應用范圍廣。回轉式活性炭再生爐的主要組成有回轉爐體、螺旋給料裝置、滾輪以及支撐和冷卻排料裝置等?；钚蕴扛邷責嵩偕椒ㄊ峭ㄟ^加熱對活性炭進行熱處理，使活性炭吸附的有機物在高溫下炭化分解，最終成為氣體逸出，從而使活性炭得到再生。目前國內(nèi)外黃金行業(yè)活性炭的應用越來越廣泛，用于活性炭再生處理的設備需求量越來越大，已形成了電熱、燃油等多種類型和多種系列和型號的活性炭再生處理設備。1第2章 活性炭5第3章 再生爐的發(fā)展簡況630 鏈傳動31第5章 炭再生評價3737 / 44設計工程計算與說明結果第1章 前言第1章 前言活性炭作為一種吸附劑在歷史上已廣為人知，從古印度人用木炭過濾水、到l3世紀食糖溶液的提純，直至l8世紀末人們發(fā)現(xiàn)炭對氣體的吸附能力及水溶液的脫色能力……活性炭得到了廣泛的應用。并應用于飲用水深度凈化，有毒廢水廢氣無害化和廢水回用等處理中。電加熱再生裝置有微波爐、遠紅外爐和直接通電式再生爐等。1910年奧匈帝國實驗氯化鋅化學方法生產(chǎn)活性炭，1913年該國的波希M亞糖廠獲取發(fā)明專利，應用于制糖業(yè)。活性炭作為一種具有豐富的內(nèi)部孔隙結構和較高的比表面積的高效吸附劑，廣泛應用于化工，制藥，食品和環(huán)境保護等各處領域。 活性炭在提金方面應用的比較普遍，活性炭提金在國內(nèi)得到大力推廣，一般新上工程大多采用這一工藝。因為一般堆浸法投資只有炭漿法的30%40%?？梢哉fJX102提取黃金用活性炭的推廣應用，為我國活性炭提取黃金工藝技術的成熟和推廣提供了重要條件，為我國黃金產(chǎn)量逐年增長做出了出了重要貢獻。這就是所謂的亂層結構。活性炭的孔隙是由于炭在活化過程中無組織的碳素和炭成分被消耗后，在基本微晶間留下的空間。這三種孔隙都有各自的吸附特性，而對吸附起決定作用的則是微孔，但是，直接分布在活性炭外表面上的微孔是很少的，通常由大孔中分出過渡孔，進而再由過渡孔分出微孔，因此，吸附質(zhì)要吸附于微孔中，必須先經(jīng)過大孔和過渡孔。通過進行表面氧化、還原以及負載增加或者消除某些基團和活性中心，可以大大改善活性炭對特定吸附質(zhì)的吸附能力。并且也還含少量的化學結合、官能團包含氧和氫，例如羰基、羧基、酚類、內(nèi)酯類、醌類、醚類。這些灰分含量可經(jīng)水洗或酸洗的處理而降低。PH值會對吸附質(zhì)在水中存在的狀態(tài)及溶解度等產(chǎn)生影響，從而影響吸附效果。第3章 再生爐的發(fā)展簡況 再生工藝發(fā)展簡況目前國外使用較多的是回轉式活化爐，其次是多層式、流化床式、移動床式再生爐。美國Home stake 公司的活性炭礦漿吸附系統(tǒng)的活性炭再生，直徑）*長）的回轉式爐進行加熱再生，再生溫度控制在600～750℃，再生炭采用高位給料槽加入回轉爐內(nèi)，再生炭從爐內(nèi)卸出后進入驟冷槽冷卻。施加高溫后，分子振動能增加，改變其吸附平衡關系，使吸附質(zhì)分子脫離活性炭表面進入氣相。高溫加熱再生在除去炭吸附有機物的同時，還可以除去沉積在炭表面的無機鹽，而且使炭的新微孔生成，使炭的活性得到根本的恢復。任何活性炭高溫加熱再生裝置都需要解決如何防止炭粒相互粘結，燒結成塊并造成局部起火或堵塞通道，甚至導致運行癱瘓的現(xiàn)象。脫附后的有機物蒸汽經(jīng)冷凝后可回收利用。在水處理中，活性炭吸附的多為熱分解型和難脫附型有機物，且吸附周期長。 1）干燥階段,將含水率在50％86％的濕炭，在100150℃溫度下加熱，使炭粒內(nèi)吸附水蒸發(fā)，同時部分低沸點有機物也隨之揮發(fā)。不同的有機物隨溫度升高，分別以揮發(fā)、分解、碳化、氧化的形式，從活性炭的基質(zhì)上消除。使微孔表面得到清理，恢復其吸附性能。 再生工藝設備 20世紀70年代中期，對活性炭加熱再生裝置的技術開發(fā)取得很大進展，各式各樣的再生爐在各個領域中得到了應用。內(nèi)熱式再生活性炭損耗大，外熱式效率較低。但由于活性炭在爐內(nèi)隨著回轉上升，到達某一位置后落下來，因此，活性炭的粉化損失相當多，且隨著再生氣體排出爐體外的數(shù)量也多。多層爐的特征是穩(wěn)定而連續(xù)性的運轉，往往能連續(xù)的運轉一年左右。移動層爐又稱立式移動再生爐如圖33。燃燒室內(nèi)設有燒嘴，將活性炭再生過程中所產(chǎn)生的有機物質(zhì)進行燃燒。 圖33移動層爐流態(tài)化再生爐有內(nèi)燃式和外燃式兩種，有一段式或多段式。由于活性炭在高溫氣體中流動，炭粒之間相互的摩擦使粉化損失很大。此外，還有電阻式加熱回轉爐。用于干燥或加熱工藝的微波頻率為970MHz及2450MHz兩種。在產(chǎn)生微波過程中,磁控管本身消耗3040%的功率,連續(xù)運轉兩小時后,爐內(nèi)熱量反射回磁控管易造成磁控管損害。Ac。Ac高頻爐是以電子振蕩器使供電頻率增高，在線圈磁場感應下產(chǎn)生渦流的熱場,從而使活性炭獲得加熱再生的熱量。用于干燥或加熱工藝的微波頻970MHz及2450MHz兩種。接觸時間在6min以上時，對人體的健康有損害。輻射體一般是用碳化硅板加涂料，二者輻射波長的匹配將直接影響加熱效率。日本此類再生爐有間歇式和連續(xù)式。 kWh／kg活性炭。h／kg 活性炭，圖34 連續(xù)式直接通電加熱再生裝置第4章 回轉爐設計第5章炭再生評價第6章設計小結圖35二段式連續(xù)再生裝置國內(nèi)研制成功的活性炭強制放電再生方法及裝置已應用在黃金礦山、熱電廠、啤酒、飲料、化工等行業(yè)的活性炭再生多年，其原理見圖36。放電再生所以具有卓越效果，在于放電過程中有下述功能：(1高溫使吸附的有機物迅速氣化、碳化。圖36 強制放電再生裝置溶劑再生法是利用活性炭、溶劑與被吸附質(zhì)三者之間的相平衡關系，通過改變溫度、溶劑的pH值等條件，打破吸附平衡，將吸附質(zhì)從活性炭上脫附下來。南京化工大學材料科學和工程學院張果金和周永璋等利用一種新型有機再生溶劑對印染廢水處理中的活性炭進行再生；后者用苯、丙酮及甲醇等有機溶劑，萃取吸附在活性炭上的吸附質(zhì)。無機藥劑再生，是指用無機酸(硫酸、鹽酸 或堿(氫氧化鈉等藥劑使吸附質(zhì)脫除，又稱酸堿再生法。再生工藝流程見圖38。這種方法可使活性炭使用周期比通常的吸附周期延長多倍，但使用一定時期后，被活性炭圖38 有機溶劑再生工藝流程吸附而難生物降解的那部分物質(zhì)仍將影響出水水質(zhì)。他們結合有關研究結果分析認為，活性炭的電化學再生過程機理中包括電脫附，NaOH堿再生，NaClO化學氧化等過程，實驗結果表明，電化學再生活性炭，具有較高的再生效率，可達到90%。活性炭電化學再生裝置包括殼體，在殼體的上、下部分別安裝有將殼體自上而下依次分成出水室，電化學反應室和進水室的第一水力分布板和第二水力分布板，在電化學反應室的內(nèi)壁裝置陰極，中心設置陽極。濕式氧化再生活性炭技術是20世紀70年代發(fā)展起來的一種新工藝，主要在美國和日本研究較多。同濟大學環(huán)境學院以苯酚吸附等溫線為評價標準，系統(tǒng)地研究了活性炭濕式氧化過程中的主要影響因素，并從理論上探討了其規(guī)律性，考察了飽和炭多次循環(huán)再生的可能性。這種方法的再生系統(tǒng)附屬設施多，操作較麻煩。在溫度210℃、反應1 %， mg但是，在研究粉末活性炭濕式氧化再生時發(fā)現(xiàn)，隨著時間的延長，活性炭表面的氧化程度加強，使得活性炭中的孔系被氧化物堵塞，從而表現(xiàn)出再生效率下降的趨勢。再生溫度是影響再生效率的主要原因，但提高再生溫度會增加活性炭的表面氧化,從而降低再生效率。一些傳統(tǒng)的