【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。如何將吸附飽和的活性炭進行有效再生并循環(huán)使用，對于保護資源環(huán)境實現(xiàn)經濟的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的社會效益和良好的經濟效益。經有關部門檢測與鑒定，各項性能和指標達到或超過了國外同類產品先進水平。另一種是由炭六角形不規(guī)則交叉連接而成的空間格子所組成，石墨層平面中有歪斜現(xiàn)象。 活性炭表面化學性質活性炭表面官能團和雜原子的種類與數量多少決定了活性炭的表面化學性質，而化學性質決定了活性炭的化學吸附特性。在活化中原料所含礦物質集中到活性炭里成為灰分，灰分的主要成分是堿金屬和堿土金屬的鹽類，如碳酸鹽和磷酸鹽等。接觸時間應保證活性炭與吸附質有一定的接觸時間，使吸附接近平衡，充分利用吸附能力。加熱再生過程是利用吸附飽和活性炭中的吸附質能夠在高溫下從活性炭孔隙中解吸的特點，使吸附質在高溫下解吸，從而使活性炭原來被堵塞的孔隙打開，恢復其吸附性能。另外在熱再生過程中，需外加能源加熱，投資及運行費用較高?！　?2高溫加熱再生法。粒炭被加熱升溫至150700℃。再生操作中，氧對活性炭的消耗很大，因此一般在加熱再生爐內對氧必須嚴格控制。它的特圖31回轉爐點是再生與活化兩用爐，處理能力大，自動化程度高，連續(xù)進出料，再生產品質量均勻穩(wěn)定，易于操作控制；對物料適應性強，設備故障低。多層爐再生損耗率約3％5％，蒸汽消耗量每公斤活性炭1kg。缺點在于活性炭及水分對管材會產生腐蝕及物料的碎屑等會附。以電作能源的再生裝置有微波爐、遠紅外爐及直接通電式再生爐。接觸時間在0．1h以上時，對人體的健康將有損害。h/kg再生爐體為微波諧振膛。遠紅外線加熱，一般用于干燥活性炭，也有用于再生的，其效果取決于被加熱物體對各特定波長的紅外線的吸收能力。h／kg活性炭。 kw是一種值得推廣的活性炭再生裝置。廈門大學葉李藝等研究了苯酚和對氯苯酚水溶液在活性炭上的吸附平衡關系，同時采用間歇和固定床連續(xù)法研究了吸附苯酚后的活性炭堿再生工藝過程，以及多次再生對活性炭再生效率的影響，探討了堿性溶劑再生活性炭的初步規(guī)律。有機溶劑再生，用苯、丙酮及甲醇等有機溶利，萃取吸附在活性炭上的吸附質。廈門大學化學工程系張會平、傅志鴻等研究了pH值對苯酚在活性炭上的吸附平衡的影響以及活性炭在不同電極上的電化學再生效率的影響。濕式氧化再生法是指在高溫高壓的條件下，用氧氣或空氣作為氧化劑，將處于液相狀態(tài)下活性炭上吸附的有機物氧化分解成小分子的一種處理方法。溫度和壓力須根據吸附質的特性而定，因為這直接影響炭的吸附性能恢復率和炭的損耗。 同其他活性炭再生方法比較，催化濕式氧化法具有快速、能耗低、二次污染小等特點。隨著可持續(xù)發(fā)展觀念的深入人心,活性炭再生工藝與技術日益得到人們的重視。昆明理工大學環(huán)境科學與工程學院寧平等人進行了微波輻照再生吸附有甲苯廢氣活性炭的研究，并進行了載硫活性炭微波輻照解吸研究；探討了活性炭在微波輻照條件下脫附率與活性炭量、微波功率、載氣線速度及再生時間等因素的關系；對影響活性炭損耗的各種因素進行了分析。硅酸鹽的存在，無論多少，對再生效果都無好處，它們直接的害處主要是堵塞孔通路。每種溶液浸泡前都需將前面的溶液排盡，然后用23倍炭床體積的水沖洗，除去溶解物，并使炭恢復中性。第4章 回轉爐設計 轉爐及計算回轉式活性炭再生爐的主要工作結構是滾筒，并且溫度是再生的重要條件，隨著溫度的升高，活性炭的灰分降低，磨損損失增大，抗磨能力降低，吸附速度加快，活性增加見表41。然后按50℃的增量緩慢增加溫度，直至最后達到工藝要求的溫度。參考書【1】 材料力學—加入溫度—熱膨脹系數l—加熱滾筒的長度筒的重量=因滾筒每天的處理量Q=800kg／天，n=4r/min,每天按工作8小時計算，總時間為t=8x60=480min螺距ff==每天料的總行程L=96000mm筒內最大含碳量MM=8006000/960000=5kg總重量=+50=如圖41I====圖41滾筒受力簡圖 初選電機YVP132M—8，功率為3kw、轉速為36r/min。符合要求。螺旋輸送機旋轉軸上焊的螺旋葉片，葉片的面型根據輸送物料的不同有實體面型、帶式面型、葉片面型等型式。鏈傳動一般布置在鉛垂平面內，盡可能避免布置在水平或傾斜平面內，如確有需要，則應考慮加托板或張緊輪等裝置。這主要是由于物料以及物料中的雜質象砂子石子，在高溫中混合攪拌，有些熔點低的物質開始熔化，把這些物質粘結在一起逐漸形成更大的結瘤。轉爐的隔熱措施主要采用方式有耐熱混凝土、硅藻土輕體保溫磚和耐火磚，在砌筑中要注意保持合理的伸縮縫。觀察控制電流的上升，當電流控制指示儀升到接近8085時停止振動，此后電流會緩慢下降，降到一定值又緩慢上升，上升到8085℃時再生爐會自動開始出料。這樣將會使炭顆粒內產生新的微孔結構，結果炭的磨損相當快，其高活性也會很快喪失。再生效果的好壞取決于再生作業(yè)條件的控制。在每個周期的工序，包括炭的輸送和篩分等，都有粉炭產生，炭的粒度隨循環(huán)周期的增加而逐漸變細。在知識方面完善自己。 最后，讓我再一次向辛勤指導和給予我巨大動力的老師們表示最衷心的感謝！其次，感謝同組的組員，正是大家相互幫助，共同努力，才使得設計順利地完成。通過仔細的觀察，使我很直觀地認識了再生爐的各個部件的結構形式和連接方式，然后再通過對再生爐整體的觀察，使我的理解從局部到整體，從分散到集中。 另外比表面積的變化也會與再生次數有關，最初幾次再生時，炭的比表面積減小較快，大約經過58次再生后，表面積趨穩(wěn)定。但炭的吸附活性與抗磨損能力是相互制約的兩項指標，即吸附能力越高的活性炭，其抗磨損能力相對越低，在炭漿法提金工藝中，活性炭是循環(huán)使用的。吸附速度是比吸附容量更為重要的一個參數。除非特別需要，不建議清凈活性炭，以防止電極過度氧化?；钚蕴吭偕鸂t的活化效率與很多因素是密切相關的，比如活化溫度和活化時間等因素，但是操作不當也會影響活化效率以及整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性的，在開啟設備之前應檢查轉爐內是否放置或掛有物品，有則清理，檢查回轉爐各部位的緊固件是否松動，有則緊固，著重檢查電極與爐體的絕緣情況，如絕緣不良，查找原因進行解決。為了有效測量轉爐溫度，以便控制轉爐在最佳工藝條件下工作，使炭的活化達到最佳效果，在爐前爐中爐尾分別安裝有熱電偶測溫裝置，每個熱電偶的導線由環(huán)繞在筒體的兩條銅帶傳送出來，銅帶的固定與筒體是絕緣的，在轉爐外面有炭刷接觸銅帶傳送的信號，信號通過變換最后顯示在儀表上。這是因為目前常用的活性炭再生爐排出的再生炭溫度比較高，一般在750～800℃左右，呈微紅熱狀態(tài)，進入空氣中遇氧產生燃燒反應，從而改變炭的孔隙結構，導致上述結果?？稍跍囟容^高濕度較大有油污腐蝕等惡劣條件下工作。在糧食、輕紡織業(yè)、化工業(yè)、食品等工業(yè)部門，采用螺旋輸送機往往不單純是輸送物料，同時還伴隨進行某些工藝處理等。=17,i=6,=102,小鏈輪計算分度圓齒頂圓直徑 ==參考書【2】P1483式中 d—分度圓直徑mm） P—鏈節(jié)距mm）； B—滾子直徑mm）。在停車時必須在筒體溫度降到100℃以下方可停止筒體轉動。由中部向排料端溫度又逐漸降低。酸洗以浸泡為主，不宜進行強烈攪拌，否則會產生過多細炭，增大炭損失，并使酸洗反應變得過于激烈而難以控制。因此，在炭漿工藝的各環(huán)節(jié)中都要重視除屑。 酸洗 炭上吸附的有機物及無機含量，殘留金屬及其化合物對炭再生也有很大影響。但它們的出現(xiàn)為活性炭的再生帶來了新思路與新探討。傳統(tǒng)濕式氧化法再生效率不高，能耗較大。同濟大學李光明等人采用動態(tài)吸附法吸附苯酚溶液的方法，模擬活性炭的吸附飽和過程；采用浸漬法制備CuO/Al2O3催化劑，在高壓反應釜中對吸附飽和的活性炭進行多相催化濕式氧化，使活性炭得以再生，并氧化分解被脫附析出的有機物。Mudle等對再生過程中的反應步驟及控速步驟進行了詳細的研究。若處理工藝完善，可以避免二次污染。圖37 無機藥劑再生工藝流程近年來利用活性炭對水中有機物及溶解氧的強吸附特性，以及活性炭表面作為微生物聚集繁殖生長的良好載體，在適宜條件下，同時發(fā)揮活性炭的吸附作用和微生物的生物降解作用，這種協(xié)同作用的水處理技術稱為生物活性炭(Biological Activated Carbon，BAC。 對于高濃度、低沸點的有機物吸附質，應首先考慮化學法再生。(4吸附水在瞬間成為過熱水蒸汽，與碳化物進行水性氧化反應。1976年運行至今情況良好。h／kg 活性炭，是利用炭自身具有的電阻和炭粒間具有的接觸電阻，使炭產生焦耳熱，逐漸達到再生溫度，再通入水蒸汽進行活化。此外，微波輻射需要較好的屏蔽，178。h/kg微波再生爐的進料(干基含水率不能太于25%,否則易在爐內燒結。再生爐體為微波諧振腔。流態(tài)化爐有間歇式與連續(xù)式兩種，連續(xù)式爐的熱效率更高。再生氣體從內管經過通氣孔與活性炭接觸，再通過外管的通氣孔排人燃燒室內。20世紀70年代初，多層爐是日本再生排水處理用活性炭的王牌設備，當時美國活性炭再生裝置幾乎都是多層爐?；剞D爐有一段式和兩段式如圖31，有內熱式和外熱式。此時碳化物需用水蒸汽、二氧化碳等氧化性氣體進行氣化反應，使殘留碳化物在850℃左右氣化成CO2，CO等氣體。 經脫水后的活性炭，加熱再生全過程一般需經過下述3個階段。對于吸附沸點較低的低分子碳氫化合物和芳香族有機物的飽和炭，一般用 100200℃蒸汽吹脫使炭再生，再生可在吸附塔內進行?；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。這些爐型都燃燒煤氣或石油氣，間接或直接加熱活性炭，并用水蒸氣活化，且需要在密閉條件下控制氧含量。廢水PH值　　活性炭一般在酸性溶液中比在堿性溶液中有較高的吸附率。另一種混合物是灰分，它可以構成活性炭的無機成分。將活性炭的孔隙分為三個系列，按照孔隙的大小分為大孔，過渡孔，微孔三種類型。在微晶形炭中有兩種不同的結構，一種是和石墨類似的二元結構，這種結構網平面平行，形成相等的間隔，而層平面在垂直方向上取向不完全，層與層之間的排列也不規(guī)則。堆浸規(guī)模由一、二千噸，逐步發(fā)展到萬噸、十幾萬噸級，對我國黃金提取工藝的發(fā)展起到推動作用，為我國低品位氧化礦找到了一條有經濟效益的途徑。這期間美國、德國、荷蘭和蘇聯(lián)都建立了活性炭制造工業(yè)，這是歐洲活性炭工業(yè)的第一個迅速發(fā)展時期?；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。228 酸洗2 活性炭應用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。目前國內外黃金行業(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。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。1910年奧匈帝國實驗氯化鋅化學方法生產活性炭，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)。 活性炭在提金方面應用的比較普遍，活性炭提金在國內得到大力推廣，一般新上工程大多采用這一工藝?？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，為我國黃金產量逐年增長做出了出了重要貢獻。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。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的吸附能力。這些灰分含量可經水洗或酸洗的處理而降低