【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。如何將吸附飽和的活性炭進(jìn)行有效再生并循環(huán)使用，對(duì)于保護(hù)資源環(huán)境實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的社會(huì)效益和良好的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)有關(guān)部門檢測(cè)與鑒定，各項(xiàng)性能和指標(biāo)達(dá)到或超過(guò)了國(guó)外同類產(chǎn)品先進(jìn)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(xué)性質(zhì)活性炭表面官能團(tuán)和雜原子的種類與數(shù)量多少?zèng)Q定了活性炭的表面化學(xué)性質(zhì)，而化學(xué)性質(zhì)決定了活性炭的化學(xué)吸附特性。在活化中原料所含礦物質(zhì)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(shí)間應(yīng)保證活性炭與吸附質(zhì)有一定的接觸時(shí)間，使吸附接近平衡，充分利用吸附能力。加熱再生過(guò)程是利用吸附飽和活性炭中的吸附質(zhì)能夠在高溫下從活性炭孔隙中解吸的特點(diǎn)，使吸附質(zhì)在高溫下解吸，從而使活性炭原來(lái)被堵塞的孔隙打開(kāi)，恢復(fù)其吸附性能。另外在熱再生過(guò)程中，需外加能源加熱，投資及運(yùn)行費(fèi)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(duì)活性炭的消耗很大，因此一般在加熱再生爐內(nèi)對(duì)氧必須嚴(yán)格控制。它的特圖31回轉(zhuǎn)爐點(diǎn)是再生與活化兩用爐，處理能力大，自動(dòng)化程度高，連續(xù)進(jìn)出料，再生產(chǎn)品質(zhì)量均勻穩(wěn)定，易于操作控制；對(duì)物料適應(yīng)性強(qiáng)，設(shè)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(diǎn)在于活性炭及水分對(duì)管材會(huì)產(chǎn)生腐蝕及物料的碎屑等會(huì)附。以電作能源的再生裝置有微波爐、遠(yuǎn)紅外爐及直接通電式再生爐。接觸時(shí)間在0．1h以上時(shí)，對(duì)人體的健康將有損害。h/kg再生爐體為微波諧振膛。遠(yuǎn)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(duì)各特定波長(zhǎng)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(xué)葉李藝等研究了苯酚和對(duì)氯苯酚水溶液在活性炭上的吸附平衡關(guān)系，同時(shí)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(guò)程，以及多次再生對(duì)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(jī)溶劑再生，用苯、丙酮及甲醇等有機(jī)溶利，萃取吸附在活性炭上的吸附質(zhì)。廈門大學(xué)化學(xué)工程系張會(huì)平、傅志鴻等研究了pH值對(duì)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(xué)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(jī)物氧化分解成小分子的一種處理方法。溫度和壓力須根據(jù)吸附質(zhì)的特性而定，因?yàn)檫@直接影響炭的吸附性能恢復(fù)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(diǎn)。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(shù)日益得到人們的重視。昆明理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院寧平等人進(jìn)行了微波輻照再生吸附有甲苯廢氣活性炭的研究，并進(jìn)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(shí)間等因素的關(guān)系；對(duì)影響活性炭損耗的各種因素進(jìn)行了分析。硅酸鹽的存在，無(wú)論多少，對(duì)再生效果都無(wú)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(fù)中性。第4章 回轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)爐及計(jì)算回轉(zhuǎn)式活性炭再生爐的主要工作結(jié)構(gòu)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(jiàn)表41。然后按50℃的增量緩慢增加溫度，直至最后達(dá)到工藝要求的溫度。參考書(shū)【1】 材料力學(xué)—加入溫度—熱膨脹系數(shù)l—加熱滾筒的長(zhǎng)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(shí)計(jì)算，總時(shí)間為t=8x60=480min螺距ff==每天料的總行程L=96000mm筒內(nèi)最大含碳量MM=8006000/960000=5kg總重量=+50=如圖41I====圖41滾筒受力簡(jiǎn)圖 初選電機(jī)YVP132M—8，功率為3kw、轉(zhuǎn)速為36r/min。符合要求。螺旋輸送機(jī)旋轉(zhuǎn)軸上焊的螺旋葉片，葉片的面型根據(jù)輸送物料的不同有實(shí)體面型、帶式面型、葉片面型等型式。鏈傳動(dòng)一般布置在鉛垂平面內(nèi)，盡可能避免布置在水平或傾斜平面內(nèi)，如確有需要，則應(yīng)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(zhì)象砂子石子，在高溫中混合攪拌，有些熔點(diǎn)低的物質(zhì)開(kāi)始熔化，把這些物質(zhì)粘結(jié)在一起逐漸形成更大的結(jié)瘤。轉(zhuǎn)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(dāng)電流控制指示儀升到接近8085時(shí)停止振動(dòng)，此后電流會(huì)緩慢下降，降到一定值又緩慢上升，上升到8085℃時(shí)再生爐會(huì)自動(dòng)開(kāi)始出料。這樣將會(huì)使炭顆粒內(nèi)產(chǎn)生新的微孔結(jié)構(gòu)，結(jié)果炭的磨損相當(dāng)快，其高活性也會(huì)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(gè)周期的工序，包括炭的輸送和篩分等，都有粉炭產(chǎn)生，炭的粒度隨循環(huán)周期的增加而逐漸變細(xì)。在知識(shí)方面完善自己。 最后，讓我再一次向辛勤指導(dǎo)和給予我巨大動(dòng)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(shè)計(jì)順利地完成。通過(guò)仔細(xì)的觀察，使我很直觀地認(rèn)識(shí)了再生爐的各個(gè)部件的結(jié)構(gòu)形式和連接方式，然后再通過(guò)對(duì)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(huì)與再生次數(shù)有關(guān)，最初幾次再生時(shí)，炭的比表面積減小較快，大約經(jīng)過(guò)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(xiàng)指標(biāo)，即吸附能力越高的活性炭，其抗磨損能力相對(duì)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(gè)參數(shù)。除非特別需要，不建議清凈活性炭，以防止電極過(guò)度氧化。活性炭再生爐的活化效率與很多因素是密切相關(guān)的，比如活化溫度和活化時(shí)間等因素，但是操作不當(dāng)也會(huì)影響活化效率以及整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的，在開(kāi)啟設(shè)備之前應(yīng)檢查轉(zhuǎn)爐內(nèi)是否放置或掛有物品，有則清理，檢查回轉(zhuǎn)爐各部位的緊固件是否松動(dòng)，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(jìn)行解決。為了有效測(cè)量轉(zhuǎn)爐溫度，以便控制轉(zhuǎn)爐在最佳工藝條件下工作，使炭的活化達(dá)到最佳效果，在爐前爐中爐尾分別安裝有熱電偶測(cè)溫裝置，每個(gè)熱電偶的導(dǎo)線由環(huán)繞在筒體的兩條銅帶傳送出來(lái)，銅帶的固定與筒體是絕緣的，在轉(zhuǎn)爐外面有炭刷接觸銅帶傳送的信號(hào)，信號(hào)通過(guò)變換最后顯示在儀表上。這是因?yàn)槟壳俺Ｓ玫幕钚蕴吭偕鸂t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(jìn)入空氣中遇氧產(chǎn)生燃燒反應(yīng)，從而改變炭的孔隙結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致上述結(jié)果。可在溫度較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(jī)往往不單純是輸送物料，同時(shí)還伴隨進(jìn)行某些工藝處理等。=17,i=6,=102,小鏈輪計(jì)算分度圓齒頂圓直徑 ==參考書(shū)【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(shí)必須在筒體溫度降到100℃以下方可停止筒體轉(zhuǎn)動(dòng)。由中部向排料端溫度又逐漸降低。酸洗以浸泡為主，不宜進(jìn)行強(qiáng)烈攪拌，否則會(huì)產(chǎn)生過(guò)多細(xì)炭，增大炭損失，并使酸洗反應(yīng)變得過(guò)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(jī)物及無(wú)機(jī)含量，殘留金屬及其化合物對(duì)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(lái)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(jì)大學(xué)李光明等人采用動(dòng)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(guò)程；采用浸漬法制備CuO/Al2O3催化劑，在高壓反應(yīng)釜中對(duì)吸附飽和的活性炭進(jìn)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(jī)物。Mudle等對(duì)再生過(guò)程中的反應(yīng)步驟及控速步驟進(jìn)行了詳細(xì)的研究。若處理工藝完善，可以避免二次污染。圖37 無(wú)機(jī)藥劑再生工藝流程近年來(lái)利用活性炭對(duì)水中有機(jī)物及溶解氧的強(qiáng)吸附特性，以及活性炭表面作為微生物聚集繁殖生長(zhǎng)的良好載體，在適宜條件下，同時(shí)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(shù)稱為生物活性炭(Biological Activated Carbon，BAC。 對(duì)于高濃度、低沸點(diǎn)的有機(jī)物吸附質(zhì)，應(yīng)首先考慮化學(xué)法再生。(4吸附水在瞬間成為過(guò)熱水蒸汽，與碳化物進(jìn)行水性氧化反應(yīng)。1976年運(yùn)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(chǎn)生焦耳熱，逐漸達(dá)到再生溫度，再通入水蒸汽進(jìn)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(jìn)料(干基含水率不能太于25%,否則易在爐內(nèi)燒結(jié)。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(nèi)管經(jīng)過(guò)通氣孔與活性炭接觸，再通過(guò)外管的通氣孔排人燃燒室內(nèi)。20世紀(jì)70年代初，多層爐是日本再生排水處理用活性炭的王牌設(shè)備，當(dāng)時(shí)美國(guó)活性炭再生裝置幾乎都是多層爐?；剞D(zhuǎn)爐有一段式和兩段式如圖31，有內(nèi)熱式和外熱式。此時(shí)碳化物需用水蒸汽、二氧化碳等氧化性氣體進(jìn)行氣化反應(yīng)，使殘留碳化物在850℃左右氣化成CO2，CO等氣體。 經(jīng)脫水后的活性炭，加熱再生全過(guò)程一般需經(jīng)過(guò)下述3個(gè)階段。對(duì)于吸附沸點(diǎn)較低的低分子碳?xì)浠衔锖头枷阕逵袡C(jī)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(nèi)進(jìn)行?；钚蕴扛邷?zé)嵩偕椒ㄊ峭ㄟ^(guò)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。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(gòu)成活性炭的無(wú)機(jī)成分。將活性炭的孔隙分為三個(gè)系列，按照孔隙的大小分為大孔，過(guò)渡孔，微孔三種類型。在微晶形炭中有兩種不同的結(jié)構(gòu)，一種是和石墨類似的二元結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)網(wǎng)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(wàn)噸、十幾萬(wàn)噸級(jí)，對(duì)我國(guó)黃金提取工藝的發(fā)展起到推動(dòng)作用，為我國(guó)低品位氧化礦找到了一條有經(jīng)濟(jì)效益的途徑。這期間美國(guó)、德國(guó)、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(gè)迅速發(fā)展時(shí)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(zhuǎn)式、流化床式、移動(dòng)床式等。228 酸洗2 活性炭應(yīng)用回轉(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。目前國(guó)內(nèi)外黃金行業(yè)活性炭的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，用于活性炭再生處理的設(shè)備需求量越來(lái)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。5第3章 再生爐的發(fā)展簡(jiǎn)況630 鏈傳動(dòng)31第5章 炭再生評(píng)價(jià)并應(yīng)用于飲用水深度凈化，有毒廢水廢氣無(wú)害化和廢水回用等處理中。1910年奧匈帝國(guó)實(shí)驗(yàn)氯化鋅化學(xué)方法生產(chǎn)活性炭，1913年該國(guó)的波希M亞糖廠獲取發(fā)明專利，應(yīng)用于制糖業(yè)。 活性炭在提金方面應(yīng)用的比較普遍，活性炭提金在國(guó)內(nèi)得到大力推廣，一般新上工程大多采用這一工藝?？梢哉f(shuō)JX102提取黃金用活性炭的推廣應(yīng)用，為我國(guó)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(guó)黃金產(chǎn)量逐年增長(zhǎng)做出了出了重要貢獻(xiàn)?；钚蕴康目紫妒怯捎谔吭诨罨^(guò)程中無(wú)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(guò)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。這些灰分含量可經(jīng)水洗或酸洗的處理而降低