活性炭工艺精选课件

1、活性炭工艺精选课件活性炭工艺精选课件简介： 发达的孔隙面积 巨大的比表面积 良好的稳定性质 很强的吸附能力 优异的可再生性 活性炭为一种特殊的碳质材料，其优良特点有：简介： 活性炭为一种特原料和分类 几乎任何含碳原料都可用来制活性炭，生产原料有废咖啡渣、废塑料、玉米芯、和污水处理产生的沉淀物等。最初用于活性炭生产的原料有煤、焦炭、木片、锯末、椰壳、石油焦分、泥煤等。 活性炭按外观形状可分为：粉状活性炭、颗粒炭、球状活性炭、成形活性炭、活性炭纤维等。原料和分类 几乎任何含碳原料都可用来制活性应用饮用水净化糖液脱色地下水处理废水处理矿石浮选医药方面食品、饮料和食用油 干洗电镀化学过程和其他应用饮用

2、水净化医药方面活性炭的化学组成元素组成：C.O.H.Cl等有机官能团：羧基、 酚羟基、醌型羰基，此外还有醚、过氧化物、酯、荧光素式内酯、二羧酸酐、环状过氧化物等。表面氧化物 活性炭的化学组成元素组成：C.O.H.Cl等活性炭微观结构 游离态碳有三种存在方式：结晶态碳：金刚石、石墨、卡宾碳微晶质碳：以石墨状微晶为结构主体的游离态碳类物质，如炭黑、木炭、活性炭、焦炭、无烟煤等无定形碳：沥青活性炭为一种类石墨状结构的微晶质炭活性炭微观结构 活性炭孔隙结构杜比宁建议，按孔隙半径可分为：大孔(d/2100nm) 过渡孔(d/2=2100nm) 微孔(d/22nm) 活性炭孔隙结构杜比宁建议，按孔隙半径可

3、分为：大孔比孔容积为0.20.8cm3/g，比表面积为0.52m2/g因其比表面积不大，吸附量有限。 具有吸附质经它而进入其内部的过渡孔、微孔的通道作用。大孔中主要进行的是多分子层吸附。因此可以应用BET理论之类的多层吸附理论。当活性炭用做催化剂载体时，较大的孔隙作为催化剂附着的部位可能时比较重要的。大孔比孔容积为0.20.8cm3/g，比表面积为0.52过渡孔(又叫中孔）比孔容积较小，为0.020.10cm3/g，比表面积为2070m2/g，不超过其总比表面积的5。与大孔类似，过渡孔也具吸附质通过它而进入其内部微孔的通道作用。可以应用毛细管凝聚理论。在气相色谱中，过渡孔通过毛细凝聚作用吸附并

4、将吸附质凝聚成液体状态；液相色谱中，特别在吸附焦糖色之类大分子物质时，过渡孔具重要作用。过渡孔(又叫中孔）比孔容积较小，为0.020.10cm3/微孔比孔容积为0.200.60cm3/g，对吸附来说，微孔是最重要的，由于其有很大的比表面积和比孔容积，其比表面积可达每克几百平方米，甚至超过1000m2。比表面积约占总比表面积的95%。巨大的比表面积赋予微孔很大的吸附容量，其孔径决定了其对于浓度极低的吸附质仍有良好的吸附能力。微孔是吸附的主要场所，在吸附质分压比较低的气相吸附中显得尤为重要。可应用容积充填理论吸附量不但由比表面积决定，而且也可以用孔隙容积决定得理论。微孔比孔容积为0.200.60c

5、m3/g，对吸附来说，微孔活性炭吸附理论弗莱因得利希经验方程式朗格缪尔方程式（单分子层吸附）BET方程式（多分子层吸附）活性炭吸附理论弗莱因得利希经验方程式影响吸附的各种因素除气（定量测定之前须将覆盖的物理吸附膜除去）压力（在结果准确和压力一致情况下可适当提高除气压力）温度和时间吸附质实验室间的试验影响吸附的各种因素除气（定量测定之前须将覆盖的物理吸附膜除去毛细凝聚现象 当可凝性气体在膜微孔中的压力高于气体在孔内的饱和蒸气压时，可能产生毛细管凝聚。由于孔内凝聚液体的阻塞作用，导致非凝聚性气体的渗透速率下降，膜的选择性提高。气体在微孔(毛细管)中产生凝聚应符合Kelvin方程。方程表明，当凝聚物

6、质与膜材料之间的接触角90时，毛细管凝聚才有可能发生。毛细凝聚现象 当可凝性气体在膜微孔中的压滞后现象经典模型：墨水瓶模型 吸附时，气体压力由低到高，当达到一定压力pn时，瓶口开始发生凝聚，但瓶内尚未发生凝聚，直到蒸汽压力逐渐增加到pb时，瓶内才完全凝聚。在脱附时，蒸汽压力由高到低，当降低到pb时，瓶体内的凝聚液应该蒸发，但还没降到瓶口蒸发时的相应压力pn。因而瓶口的液体阻碍了瓶体内液体的蒸发。一直到压力降低到pn。瓶口液体蒸发后，瓶体内的液体才能蒸发。因此，在同一压力下脱附过程的液体蒸发量偏小，即脱附支上的吸附量高于吸附支上的吸附量，因而在吸附等温线上就出现滞后环。滞后现象经典模型：墨水瓶模

7、型 物理活化法（气体活化法）：将炭化物加热到某一温度并通入气体活化剂如CO2、O2（空气）、水蒸汽等进行活化。化学活化法：将含碳物质与化学药品活化剂混合，然后炭化、活化，制取活性炭。活性炭生产方法 物理活化法（气体活化法）：将炭化物加热到某一温度并通入气体气体活化法活化原理 木材炭化期间，大部分非碳元素氢和氧在高温下以气体形式脱除，而不含氢氧元素的碳形成类似石墨的基本微晶结构，基本微晶的相互排列是不规则的，微晶之间留有空隙。 常用三种过程来解释活化过程中产生孔隙的活化机理： 1.原有闭塞孔的开放 2.原有孔隙的扩大 3.某些结构经选择性活化而产生新孔气体活化法活化原理 木材炭化期间，大活性炭的再生 通过除去活性炭孔隙中所吸附的物质可以使活性炭得到再生。采用的再生方法取决于活性炭的类型和吸附物质的性质。再生工艺最重要的设备使再生炉。再生分三个阶段：干燥、分解和活化。 再生方法有：热再生溶剂和化学药品再生生物再生法管式炉法光再生等活性炭的再生 通过除去活性炭孔隙中所吸附活性炭发展展望 随着环境问