畢業(yè)設(shè)計(jì)方案計(jì)算書格式及內(nèi)容要求-wenkub
2023-05-08 04:19:02 本頁面
【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(jì)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(zhuǎn)式、流化床式、移動(dòng)床式等?；钚蕴繉?duì)于毒素、有害有機(jī)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(jì)已被公認(rèn)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(yīng)用當(dāng)前“環(huán)境保護(hù)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(xiàn)332221第4章 回轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)8 酸洗53 活性炭表面化學(xué)性質(zhì)2 活性炭應(yīng)用加熱再生法再生效率高、再生時(shí)間短、應(yīng)用范圍廣?；剞D(zhuǎn)式活性炭再生爐的主要組成有回轉(zhuǎn)爐體、螺旋給料裝置、滾輪以及支撐和冷卻排料裝置等。活性炭高溫?zé)嵩偕椒ㄊ峭ㄟ^加熱對(duì)活性炭進(jìn)行熱處理，使活性炭吸附的有機(jī)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(yīng)用越來越廣泛，用于活性炭再生處理的設(shè)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(hào)的活性炭再生處理設(shè)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(dòng)31第5章 炭再生評(píng)價(jià)3737 / 44設(shè)計(jì)工程計(jì)算與說明結(jié)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(jì)食糖溶液的提純，直至l8世紀(jì)末人們發(fā)現(xiàn)炭對(duì)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(yīng)用。并應(yīng)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(yuǎn)紅外爐和直接通電式再生爐等。1910年奧匈帝國實(shí)驗(yàn)氯化鋅化學(xué)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(yīng)用于制糖業(yè)?；钚蕴孔鳛橐环N具有豐富的內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)和較高的比表面積的高效吸附劑，廣泛應(yīng)用于化工，制藥，食品和環(huán)境保護(hù)等各處領(lǐng)域。 活性炭在提金方面應(yīng)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?yàn)橐话愣呀ㄍ顿Y只有炭漿法的30%40%?？梢哉fJX102提取黃金用活性炭的推廣應(yīng)用，為我國活性炭提取黃金工藝技術(shù)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(xiàn)。這就是所謂的亂層結(jié)構(gòu)?；钚蕴康目紫妒怯捎谔吭诨罨^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(duì)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(jìn)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(jìn)行表面氧化、還原以及負(fù)載增加或者消除某些基團(tuán)和活性中心，可以大大改善活性炭對(duì)特定吸附質(zhì)的吸附能力。并且也還含少量的化學(xué)結(jié)合、官能團(tuán)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(huì)對(duì)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(zhuǎn)式活化爐，其次是多層式、流化床式、移動(dòng)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(zhuǎn)式爐進(jìn)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(zhuǎn)爐內(nèi)，再生炭從爐內(nèi)卸出后進(jìn)入驟冷槽冷卻。施加高溫后，分子振動(dòng)能增加，改變其吸附平衡關(guān)系，使吸附質(zhì)分子脫離活性炭表面進(jìn)入氣相。高溫加熱再生在除去炭吸附有機(jī)物的同時(shí)，還可以除去沉積在炭表面的無機(jī)鹽，而且使炭的新微孔生成，使炭的活性得到根本的恢復(fù)。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(jié)，燒結(jié)成塊并造成局部起火或堵塞通道，甚至導(dǎo)致運(yùn)行癱瘓的現(xiàn)象。脫附后的有機(jī)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(jī)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(shí)部分低沸點(diǎn)有機(jī)物也隨之揮發(fā)。不同的有機(jī)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(fù)其吸附性能。 再生工藝設(shè)備 20世紀(jì)70年代中期，對(duì)活性炭加熱再生裝置的技術(shù)開發(fā)取得很大進(jìn)展，各式各樣的再生爐在各個(gè)領(lǐng)域中得到了應(yīng)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(zhuǎn)上升，到達(dá)某一位置后落下來，因此，活性炭的粉化損失相當(dāng)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(yùn)轉(zhuǎn)，往往能連續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)一年左右。移動(dòng)層爐又稱立式移動(dòng)再生爐如圖33。燃燒室內(nèi)設(shè)有燒嘴，將活性炭再生過程中所產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行燃燒。 圖33移動(dòng)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(dòng)，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(zhuǎn)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(yùn)轉(zhuǎn)兩小時(shí)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(chǎng)感應(yīng)下產(chǎn)生渦流的熱場(chǎng),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(shí)間在6min以上時(shí)，對(duì)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(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)第5章炭再生評(píng)價(jià)第6章設(shè)計(jì)小結(jié)圖35二段式連續(xù)再生裝置國內(nèi)研制成功的活性炭強(qiáng)制放電再生方法及裝置已應(yīng)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(jī)物迅速氣化、碳化。圖36 強(qiáng)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(guān)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(xué)材料科學(xué)和工程學(xué)院張果金和周永璋等利用一種新型有機(jī)再生溶劑對(duì)印染廢水處理中的活性炭進(jìn)行再生；后者用苯、丙酮及甲醇等有機(jī)溶劑，萃取吸附在活性炭上的吸附質(zhì)。無機(jī)藥劑再生，是指用無機(jī)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(shí)期后，被活性炭圖38 有機(jī)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(jié)合有關(guān)研究結(jié)果分析認(rèn)為，活性炭的電化學(xué)再生過程機(jī)理中包括電脫附，NaOH堿再生，NaClO化學(xué)氧化等過程，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，電化學(xué)再生活性炭，具有較高的再生效率，可達(dá)到90%。活性炭電化學(xué)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(xué)反應(yīng)室和進(jìn)水室的第一水力分布板和第二水力分布板，在電化學(xué)反應(yīng)室的內(nèi)壁裝置陰極，中心設(shè)置陽極。濕式氧化再生活性炭技術(shù)是20世紀(jì)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(jì)大學(xué)環(huán)境學(xué)院以苯酚吸附等溫線為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，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(shè)施多，操作較麻煩。在溫度210℃、反應(yīng)1 %， mg但是，在研究粉末活性炭濕式氧化再生時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間的延長，活性炭表面的氧化程度加強(qiáng)，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(shì)。再生溫度是影響再生效率的主要原因，但提高再生溫度會(huì)增加活性炭的表面氧化,從而降低再生效率。一些傳統(tǒng)的
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