临朐县海源活性炭厂-河北山东活性炭

活性炭是由含碳原料经炭化、活化加工制备而成，具有发达的孔隙结构、较大的比表面积和丰富的表面化学基团，选择性吸附能力较强的碳材料。活性炭具有良好的再生性能，可以循环使用，在石油化工、食品、医药、乃至航空航天等领域均有广泛应用，已成为国民经济发展和建设的重要的吸附材料。近年来，随着环保、医药、储能等行业的快速发展，活性炭的市场需求不断增加，我国活性炭的生产量和出口量均已达到世界。
经过30多年的发展，活性炭领域开发了很多新的生产技术，如物理法-化学法活性炭一体化生产技术，活性炭工业生产中化、低消耗、智能化的生产技术以及活性炭的再生生产技术等。同时，活性炭在气相吸附、液相吸附、能源储存和作为催化剂载体等方面的应用也取得很大的进展，活性炭行业具有广阔的发展前景。目前，活性炭的研制更多的是着眼于拓展应用领域，因此，有针对性地研制具有特殊吸附性能的活性炭新品种、根据吸附质的特征选择合适的活性炭及低成本制备方法、开发活性炭清洁再生工艺与设备以达到循环利用等方面均是重要的研究方向。
本书主要是基于活性炭研究领域技术发展成果，结合作者多年的研究和产业化经验编写而成。在对活性炭的主要特征、用途、吸附理论进行简单介绍的基础上，阐述了化学法制备技术与装置、物理法制备技术与装置、活性炭的再生技术和设备、活性炭在气相以及在医药、防辐射、电子行业等领域中的应用，同时对活性炭行业国内外相关标准进行了归纳整理，并对活性炭标准化工作提出了展望。
本书在编写过程中得到多位行业的指导和帮助，在此向他们表示衷心的感谢! 感谢宋湛谦院士和张齐生院士为本书作序!
尽管笔者力求全面、深入地介绍活性炭的相关知识，但限于水平和时间，书中难免有疏漏和不妥之处，敬请读者批评指正!

活性炭吸附催化氧化脱硫工艺是一种环保技术，主要适用于低浓度二氧化收营气治理、可应用于热电厂、化工厂、冶炼厂等企业的尾气处理、活性发法常气展藏包括吸附和脱附两个环节。在吸附过程中，吸附质SO:依靠浓度察来案的扩教作用从烟气中进入吸附剂活性炭的孔隙，从而达到SO脱除的作
孔充满吸附质的吸附剂便失去了继续吸附的能力，对其进行量死，前附包括加热和洗脱两种方式，加热法是靠外界提供的热量提高分子动是、从而使吸附质分子脱离吸附位，在较高的温度条件下完成对活性炭的深度8就，但是深度活化所需能耗大，而且会使活性炭烧损，兼之冷却过程太长。资无法应用于连续操作工艺;而洗脱法是将脱附介质通人活性发量，利用蛋#版版和合质中被吸附物的浓度差进行脱附。
在各种脱附方法中，水洗脱附技术是经济性好的一种，水洗脱附属于洗服，其产物为稀硫酸，硫酸的浓度高可达到25%~30%。在采用水洗险常送性发脱破工艺中，比较有代表性的是日立法和Lurgi法，分别来自日本

在活性炭再生过程中，需要从多方面因素考虑从而选择适合的装置。使再生效率和经济性都达到高。以水处理用炭系统为例，需要考虑的因素是处理水量、处理前水质及处理后水质，所使用活性炭的种类、用量、再生董等.另外，还需从运输系统等多方面综合考虑。
表4-4是水处理用活性炭的再生装置一年内的运行数据资料，处理对象为水体中的 COD，吸附塔是移动层式吸附塔，再生炉为5层的多层再生炉。该设备每周运行日期为周一到周五，在周六和周日两天吸附塔保持原状停止、而多层炉处于保温运转状态。从表中数据可以得出，即使在这样连续不断的运溯状况下，年平均再生损失只有0.2%。
表4-4 多层炉的运行资料

外热式回转炉
活性炭在回转炉内的滞留时间可以通过回转速度来调节。对于外热式回转炉而言，由于耐热金属的原因，温度的调节范围比较窄。对于内热式回转炉，由于受炉内再生气体的组成与流速的限制，通入的水蒸气量也有一定的限制。因此，关于活性炭性能的恢复状况问题要根据回转炉的实际情况，用改变加料量等方法进行调节。
为了防止再生尾气的二次污染，对尾气进行一定的处理。虽然原则上要根据活性炭上所吸附的有机物质的种类来决定处理方式，但一般由于尾气中可能造成大气污染的主要成分为吸附质自身或者是吸附质分解所产生的焦油等以及粉化的活性炭，因此采用设置二次燃烧室的方法即可将这些污染成分除去90%以上。除设置二次燃烧室以外，也有设置湿式洗涤器来除去烟尘的方法，但是当烟气中含有某些含氮有机物的时候即难以将气味除去。在对尾气的处理中要考虑吸附物质分解、燃烧时生成的SO.及NO，等问题，同时二次燃烧室应具有良好的保温功能，以便让烟尘及臭气达到完全燃烧。

山东活性炭 再生装置也几乎都是多层炉。多层炉的特征是可以长时间稳定而连续运转，往往可连续运转一年左右，而且能长时间在25%~的广范围负责范围内稳定运转*)。一旦多层炉开始运转并达到稳定状态后，在运转方面则几乎不需再另外花费劳动力。虽然为预防事故、仍需进行必要的日常运转管理，例如需定时对温度、燃烧器的燃烧情况等进行监测，但是诸如操作阀门及操作燃烧器等调整工作则几乎不需进行。
活性炭的再生损失是活性炭再生炉必然存在的问题，能够对价格昂贵的活性发进行、高回收率、的再生是再生炉设备不断研制开发的目标和动力，通常引起活性炭再生损失的原因有三种:①活性炭在移送过程中的粉化损失。②委托再生时出现的装卸搬运损失;③热再生所造成的燃烧损失，再生损失量的多少决定了每年需要补充活性炭数量的多少，为尽可能降低再损先，除了考虑设备及再生条件之外，对再生系统中的活性炭的性质也要进行充分研究，在再生系统中，包括粉化损失、装卸搬运损失及炭烧损失在内的活性

山东活性炭电化学再生法
电化学再生法是一种新型活性炭再生技术，也是目前活性炭再生领域的研究热点之一[4]，电化学再生的工作原理如同电解池的电解，即在电解质存在的条件下使吸附质脱附并氧化，从而使活性炭得以再生。该方法将活性炭填充在两个主电极之间，在电解液中，通以直流电场，活性炭在电场作用下极化，一端呈阳性，另一端呈阴性，从而形成微电解槽，在活性发的阴极部位和阳极部位可分别发生还原反应和氧化反应，大部分吸附在活性炭上的有机物将因此而分解，其余少部分将因电泳力的作用而发生脱附，其工艺流程如图 4-9所示。厦门大学化学工程系张会平、傅志鸿等研究分析认为，活性炭的电化学再生过程中包括电脱附、NaOH再生、NaCIO化学氧化等过程，实验结果表明，电化学法再生活性炭效率可达到90%[14]。此外，还有研究表明再生位置、电解质NaCI浓度、再生电流和再生时间对再生效果感有不同程度的影响。