活性炭知识普及

anan885 · 发表于 2008-7-18 16:29:00

什么是活性炭？

　　活性炭的主要原料几乎可以是所有富含碳的有机材料，如煤、木材、果壳等。这些含碳材料在活化炉中，在高温和一定压力下通过热解作用被转换成活性炭。在此活化过程中，巨大的表面积和复杂的孔隙结构逐渐形成，而所谓的吸附过程正是在这些孔隙中和表面上进行的。根据IUPAC的定义，活性炭的孔隙的半径大小可分为：
大孔半径>20 000nm
过渡孔半径150 ～20 000nm
微孔半径< 150nm
　　活性炭的表面积主要是由微孔提供的，微孔的孔隙容积一般为0.25～0.9vml/g, 孔隙数量约为1020个/g，全部微孔表面积约为500～1500m2/g,通常以BET法计算。
活性炭从表观上分主要有两种：
粉状活性炭: 粒度在1-150微米之间
粒状活性炭: 有不定型颗粒状和挤压成型柱状颗粒两种，粒度在0.5-4mm之间

活性炭是如何发挥作用的呢？
　　活性炭的吸附可分为物理吸附和化学吸附。
　　物理吸附主要发生在活性炭去除液相和气相中杂质的过程中。活性炭的多孔结构提供了大量的表面积，从而使其非常容易达到吸收收集杂质的目的。就象磁力一样，所有的分子之间都具有相互引力。正因为如此，活性炭孔壁上的大量的分子可以产生强大的引力，从而达到将介质中的杂质吸引到孔径中的目的。必须指出的是，这些被吸附的杂质的分子直径必须是要小于活性炭的孔径，这样才可可能保证杂质被吸收到孔径中。这也就是为什么我们通过不断地改变原材料和活化条件来创造具有不同的孔径结构的活性炭，从而适用于各种杂质吸收的应用。
　　除了物理吸附之外，化学反应也经常发生在活性炭的表面。活性炭不仅含碳，而且在其表面含有少量的化学结合、功能团形式的氧和氢，例如羧基、羟基、酚类、内脂类、醌类、醚类等。这些表面上含有地氧化物或络合物可以与被吸附的物质发生化学反应，从而与被吸附物质结合聚集到活性炭的表面。取一个典型的例子：水处理过程中活性炭可以与水中的亚氯酸盐发生反应使亚氯酸盐变成氯离子形式，从而达到去除水中亚氯酸盐的目的，使水不再有令人反感的味道和气味。

活性炭手册
有关中国活性炭分类和主要活性炭品种的质量指标、试验方法的标准
2 有关中国活性炭分类和主要活性炭品种的质量指标、试验方法的标准
2.1 中国（不包括台湾省,下同）活性炭产品命名法标准。
国家标准GB/12495-90,统一了中国活性炭命名标准。现摘录如表1和表2。
组成活性炭型号的符号及意义
型号的部位       符号       意义
第一部分（制造原料）       Z       木质
      G       果壳
      M       煤质
      J       废活性炭
第二部分（制造方法）       H       化学法活化
      W       物理法活化
第三部分（外观形状）       F       粉状活性炭
      B       不定型颗料活性炭
      Y       园柱形活性炭
      Q       球形活性炭

颗粒活性炭外观尺寸标准方法
外观形状       标注方法       示例       含义
不定型       下限×上限       35×59       表示粒度范围为035～0.59mm
园柱形       横截面直径       30       表示园柱体横截面直径为3mm
球形       直径       20       表示球体直径为2mm

命名示例：
  "ZHF"表示该产品以木质为原料，用化学法活化制得的粉状活性炭，粉状活性炭一般不要求标注粒度大小。用户有特别要求者可注明××%通过×××目字样。
  "MWY15"表以煤质为原料，用物理法活化制得的园柱形颗粒活性炭，园柱横截面直径为1.5mm。

2.2 中国主要活性炭品种的质量指标和质量试验方法标准。
  中国的活性炭品种经过约半个世纪左右,已从原来的一、二个发展到现在的近百个，但进入全国统一标准的为数不多，绝大部分仍然是部门标准、地方标准，有一部分是生产和使用企业相互约定的标准。现将属于国家标准的活性炭品种的质量指标及其试验方法标准号列于表3、4、5。

中国活性炭质量指标国家标准号
活性炭名称       国家标准号
木质精用颗料活性炭       GB/T13803.1-1999
木质净水用活性炭       GB/T13803.2-1999
糖液脱色用活性炭       GB/T13803.3-1999
针剂用活性炭       GB/T13803.4-1999
乙酸乙烯合成触煤截体活性炭       GB/T13803.5-1999
脱硫用煤质颗粒活性炭       GB/T7701.1-1999
回收溶剂用煤质颗粒活性炭       GB/T7701.2-1999
触媒截体用煤质颗粒活性炭       GB/T7701.3-1999
净化水用煤质颗料活性炭       GB/T7701.4-1999
净化空气用煤质颗粒活性炭       GB/T7701.5-1999
防护用煤质颗粒活性炭       GB/T7701.6-1999
高效吸附用煤质颗粒活性炭       GB/T7701.7-1999

中国木质活性炭试验方法的国家标准
指标名称       国家标准号
表观密度的测定       GB/T12496.1-1999
粒度分布的测定       GB/T12496.2-1999
灰分含量的测定       GB/T12496.3-1999
水分含量的测定       GB/T12496.4-1999
四氯化碳吸附率（活性）的测定       GB/T12496.5-1999
强度的测定       GB/T12496.6-1999
PH值的测定       GB/T12496.7-1999
碘吸附值的测定       GB/T12496.8-1999
焦糖脱色率的测定       GB/T12496.9-1999
亚甲基蓝吸附值的测定       GB/T12496.10-1999
GB/T12496.1-1999苯酸吸附值的测定       GB/T12496.11-1999
未炭化物的测定       GB/T12496.12-1999
氰化物的测定       GB/T12496.13-1999
硫化物的测定       GB/T12496.14-1999
氯化物的测定       GB/T12496.15-1999
硫酸盐的测定       GB/T12496.16-1999
酸溶物的测定       GB/T12496.17-1999
铁含量的测定       GB/T12496.18-1999
锌含量的测定       GB/T12496.19-1999
钙镁含量的测定       GB/T12496.20-1999
重金属的测定       GB/T12496.21-1999

中国煤质颗粒活性炭试验方法的国家标准
指标名称       国家标准号
水分的测定       GB/T7702.1-1997
粒度的测定       GB/T7702.2-1997
强度的测定       GB/T7702.3-1997
装填密度的测定       GB/T7702.4-1997
水容量的测定       GB/T7702.5-1997
亚甲蓝吸附值的测定       GB/T7702.6-1997
碘吸附值的测定       GB/T7702.7-1997
苯酸吸附值的测定       GB/T7702.8-1997
着火点的测定       GB/T7702.9-1997
防护时间的测定       GB/T7702.10-1997
苯蒸气防护时间的测定       GB/T7702.11-1997
氯乙烷蒸气防护时间的测定       GB/T7702.12-1997
四氯化碳吸附率的测定       GB/T7702.13-1997
饱和硫容量的测定       GB/T7702.14-1997
灰分的测定       GB/T7702.15-1997
PH值的测定       GB/T7702.16-1997
漂浮率的测定       GB/T7702.17-1997
焦糖脱色率的测定       GB/T7702.18-1997
四氯化碳脱附率的测定       GB/T7702.19-1997
孔容积的测定       GB/T7702.20-1997
比表面积的测定       GB/T7702.21-1997
穿透硫容量的测定       GB/T7702.22-1997

anan885 · 发表于 2008-7-18 16:29:00

活性炭应用知识

应用行业       说明       典型应用
废物处理       在高温下对家庭、化工、医疗等环境中产生的废物进行处理       去除烟道燃气中的重金属和氧化物
工业防毒面具       吸收有机蒸汽       吸收有毒性的气体如苯蒸汽、二氧化硫等
二氧化碳       净化发过程中的二氧化碳       吸收二氧化碳中的醇类、胺类等物质
香烟       用于香烟过滤嘴中的颗粒活性炭和粉状活性炭       吸收香烟燃气中的有害成分
空气净化       用于空调、通风、取暖等设备中       去除汽车尾气、溶剂气体、燃油燃气等产生的难闻气味
冰箱除味       置于过滤器装置中       去除食物产生的难闻气味
溶剂回收       回收有机溶剂减少损失并抑制有害气体的散发       用于医药、染料、油漆等行业
饮用水处理       将颗粒活性炭放置在高流速的过滤器中       去除水不溶解的有机杂质并控制水中的气味和味道
酿造       处理酿造过程中的饮用水       去除水中的卤化物和酚类物质
黄金回收       活性炭在沥滤器中、浆液中、电解电路中的使用       从不溶解于氰化钠溶液的矿渣中回收黄金
石油化工       回收锅炉上水中的冷凝物质       去除水中石油和碳氢化合物杂质
地下水       去除地下水中的工业污染物       减少水中的所有可吸附的有机卤素，包括氯仿、四氯化碳、四氯乙烯等
工业废水处理       对工业排泄进行处理，使之满足环保标准       减少有机总卤素，达到BOD、COD排放标准
饮料       对饮料加工过程中的饮用水进行处理       去除水中的亚氯酸根和不溶解性杂质
半导体       高纯度水处理       减少加工过程中含有机碳物质

活性炭颗粒尺寸明细表
标准筛网       孔眼大小
Tyler       U.S.       mm.       Inches
4       4       4.75       0.187
6       6       3.35       0.132
8       8       2.36       0.094
10       12       1.70       0.066
12       14       1.40       0.056
14       16       1.18       0.047
16       18       1.00       0.039
20       20       0.85       0.033
24       25       0.71       0.028
28       30       0.60       0.023
32       35       0.50       0.020
35       40       0.425       0.016
42       45       0.355       0.014
48       50       0.300       0.012
60       60       0.250       0.0098
65       70       0.212       0.0083
80       80       0.180       0.0070
100       100       0.150       0.0059
115       120       0.125       0.0049
150       140       0.106       0.0041
170       170       0.090       0.0035
200       200       0.075       0.0029
250       230       0.063       0.0025
270       270       0.053       0.0021
325       325       0.045       0.0017
400       400       0.038       0.0015
—       500       0.025       0.0010

anan885 · 发表于 2008-7-18 16:30:00

性炭的孔结构与应用的关系怎样

活性炭常常应用于吸附分子，吸附性决定应用性，而吸附性和各种炭型的孔大小分布相关。以水蒸气活化的泥煤基、褐煤基和椰壳基粉状活性炭为例：
　　泥煤基活性炭具有微孔和中孔，可供多种应用；
　　褐煤基炭具中孔较多，而且还有较大的中孔，提供优良的可入性；
　　椰壳基炭中主要是微孔，仅适用于低分子的去除。
　　化学品活化的活性炭是非常多孔的，多在微孔和中孔范围，但是，比较水蒸气活化的活性炭、化学品活化的活性炭的孔表面是较少疏水性和较多负电荷。
　　以挤压型和破碎型粒状活性炭为例：
　　泥煤基挤压型活性炭能制成各种不同孔大小分布的品种。微孔为主的品种主要用于气相应用的黄金回收。既有微孔又有中孔的品种大都用于液相应用，如水纯化中吸附小分子和大分子的杂质。
　　破碎型煤基炭兼有微孔和中孔，可供多种目的的应用。
　　褐煤基或椰壳基的粒状活性炭与粉状炭一样具有相同的微孔和中孔结构。

活性炭有什么性能指标
活性炭产品的性能指标可分为物理性能指标、化学性能指标、吸附性能指标。三种性能指标对活性炭的选择和应用都起到非常重要的作用。
　主要物理性能指标有：形状、外观、比表面积、孔容积、比重、目数、粒度、耐磨强度、漂浮率等。
　主要化学性能指标有：PH值、灰分、水分、着火点、未炭化物、硫化物、氯化物、氰化物、硫酸盐、酸溶物、醇溶物、铁含量、锌含量、铅含量、砷含量、钙镁含量、重金属含量、磷酸盐等。
　主要吸附性能指标有：亚甲蓝吸附值、碘吸附值、苯酚吸附值、四氯化碳吸附值、焦糖吸附值、硫酸奎宁吸附值、饱和硫容量、穿透硫容量、水容量、氯乙烷蒸汽防护时间、ABS值等。

影响粉状活性炭应用的主要性质是什么
应用粉状活性炭，尤其大量应用，最影响效果和成本的活性炭主要性质是：吸附量；可滤性或沉降性；堆积密度；粉末大小、水分、灰分、PH值和可溶物。
a. 吸附量
活性炭吸附量的大小关系着活性炭用量的多少。
b. 可滤性
可滤性是指液体在最小压力下通过一定截面和滤饼深度取得最大澄明滤液的快慢程度。可滤性有赖于原料粒子形状、研磨粒子大小和大小的分布。可滤性差异导致过滤周期短，增加炭处理的费用。
c. 堆积密度
堆积密度是指100mL量筒中堆装活性炭的质量。当滤去粉炭时，其中有多少千克的活性炭和多少保留在滤饼中的处理液体，都为炭的堆积密度所决定。当以沉降法去除粉状活性炭时，较高堆积密度的活性炭提供较快的沉降率，较少的渣脚，需要搬运或脱水的处理也就简便。

怎样认识活性炭应用中的安全问题
通常都认为应用活性炭没有安全问题，但实际没有绝对的安全，对活性炭应用中的安全不能掉以轻心，对活性炭的性质和不安全的可能性要有所认识。
A、关于着火
1）活性炭不列入危险品类，但是可燃的。着火后不会发生有焰燃烧，只是阴燃。
2）活性炭不会自燃，在空气中可能会着火，与汽油、柴油等混合，可引起燃烧。
3）活性炭燃烧时如果通风不足，会生成有毒的一氧化碳。
B、关于贮存
1）活性炭必须存放在尽可能防火的建筑内。
2）活性炭不可与氧化剂混放
3）贮放处禁止明火，火花和吸烟
C、关于使用
1）要选用活性炭，含有对吸附物有催化分解或聚合作用杂质的活性炭。 2）要预计活性炭在吸附或解吸过程中发生分解或聚合造成腐蚀和发热的可能性。
选用活性炭时，常将活性炭加水进行投料，或采用特殊不扬尘的投料器。

anan885 · 发表于 2008-7-18 16:32:00

活性炭产品之间如何区分，应该如何选择活性炭呢？
活性炭是由各种富含碳的原料制造而成。因此，用不同的原料制造的活性炭必然会有不同的特性。一般来说，以煤为原料制造的活性炭通常采用水蒸气或二氧化碳气体活化，产品的形状以颗粒状为主，其孔径分布以微孔居多，更适合于吸附液相和气相中分子量和分子直径较小的物质，吸附性能指标通常以亚甲蓝吸附值和碘吸附值表示；以木屑为原料制造的活性炭通常采取化学法活化，产品的形状以粉状为主，其孔径分布可通过调节化学活化剂的配比来进行控制，比较灵活，既可以制造出孔径分布以微孔居多的产品也可制造出孔径分布中孔（过渡孔）占较大比例的产品，后者则比较适合于吸附液相中分子量和分子直径较大的物质吸附性能指标以焦糖脱色率表示；以果壳类为原料制造的活性炭通常采取水蒸气和二氧化碳气体活化，产品的形状以颗粒状为主，由于其特殊材质的因素，其孔径分布介于上述两类活性炭之间，因此其应用范围更为广泛，缺点是受国内原材料的限制，成品较高。

怎样选择活性炭催化剂
无论以活性炭本身作催化剂或以活性炭作为载体的催化剂不应只满足于能起催化反应而已，还要通过分析测试进一步了解：
　　催化反应的转化率。即在一定条件下，用单位催化剂在单位时间内所产生目的产物的数量。
催化反应中的选择性。指催化剂上发生的两个以上相互竞争反应的相对速度，即目的产物的量和转化了的反应物的量之比。
　　催化剂使用寿命。按理催化剂在反应中不被消耗，事实上通过多次使用，催化活性会降低，不仅降低转化率，而且影响选择性，必须更换催化剂。

活性炭应用中有哪些设备
使用活性炭有间歇操作和连续操作两类：
1)间歇操作常用于粉状活性炭的大小规模使用。所用的设备是：不同大小的桶、缸、槽之类容器、过滤器、搅拌器等。过滤器有普通过滤、真空过滤或加压过滤等各种类型。
　2)连续操作常用于使用粒状活性炭的较大规模的生产，设备装置有：
　　a、固定床，是以活性炭为填充层，流体从上方或下方连续流入进行吸附的方法，因这种设备中活性炭在操作过程中固定不动。固定床根据流体量和处理要求有单床、多床串联和多床并联等方式。
  　 b、移动床，是指活性炭间歇式移动吸附方式。要处理的流体从吸附塔底部流入，与活性炭逆流接触，处理后的流体从塔顶部流出。
   c、流动床，这是连续式流动床吸附法，早期对糖进行脱色。活性炭在塔内形成膨胀层或流化状态，与从塔底部进入的流体更多的接触，然后连续排出塔外。如果流体流速过大，塔内活性炭膨胀率增大，不能保持层状移动，因此要严格调节流量。

影响吸附有哪些因素
影响吸附的因素有三方面：
   A、活性炭方面
   理想的活性炭要具有在多孔中能容纳最大重量的吸附质的内表面和大孔容。微孔多的活性炭倾向于吸附小分子，大孔多的活性炭倾向于吸附较大的分子。因此总表面和孔容的数据不能用来评估活性炭的可能有效性。
   B、吸附质方面
   一般有机物的吸附随着分子量的增加而增加，直至分子太大进不了炭孔。非极性有机物较极性有机物更易从水溶液中被吸附，有其他有机物混存时会影响吸附，一般无机物不易被吸附。易液化或高沸点的气体较易吸附。混合气体中，纯净状态下易被吸附的气体优先被吸附。
   C条件方面
   温度影响扩散速率和吸附平衡，扩散速率与黏率有关，提高温度会提高扩散速率，而达到平衡加快，但是最终的吸附量也较低。压力增高，气体的吸附量增大，尤其常压下吸附性较小的气体，这是变压吸附的基础。
   PH值会影响溶液中有色物的吸附。许多有色化合物在不同PH值下会改变结构和色泽，在不同的PH值下会改变结构和色泽，在不同的PH值下用同样的活性炭处理同样的溶液，一般在较代PH值下有较佳的吸附。
由于活性炭制造时活化条件的不同而PH有异，为配合应用，活性炭PH值可在制造时调整。

anan885 · 发表于 2008-7-18 16:34:00

怎样评价活性炭的吸附能力
吸附分液相吸附和气相吸附两类，液相吸附能力常以吸附等温线进行评价，气相吸附能力以溶剂蒸气吸附量评价。
　　吸附等温线表示一定温度下吸附系统中被吸附物质的分压或浓度与吸附量之间的关系，即当保持温度不变，可测得平衡吸附量和分压或浓度间的变化关系。以剩余浓度为横轴，以活性炭单质量的吸附量为纵轴可绘出关系曲线。
　　当保持分压或浓度不变，可测得平衡吸附量和温度间的变化关系，绘出关系曲线，即吸附等压线。由于在工业装置中少量成分吸附大致在等温状态下进行，所以吸附等温线最为重要和常用。
　　溶剂蒸气吸附量表示气相吸附性能，可用颗粒活性炭的四氯化碳吸附率的测定为例，在规定的试验条件下，即规定的炭层高度、气流比速、吸附温度、测定管截面积、四氯化碳蒸气浓度的条件下，持含有一定四氯化碳蒸气浓度的混合空气流不断地通过活性炭，当达到吸附饱和时，活性炭试样所吸附的四氯化碳的质量与试样质量之百分比作为四氯化碳的吸附率。
　　活性炭应用中对于吸附能力，最好用实际拟用的活性炭、操作的条件、具体的处理物进行评价测试。
　　活性炭的吸附量，即单位活性炭所吸附的吸附质的量，工业上也有称为活性炭的活性，活性有两种表示方法：
　　静活性-----即通常所指的吸附剂达到平衡的吸附量。
　　动活性----是指流体混合物通过活性炭床层，其中吸附质被吸附，经一些时间的运作，活性炭床层流出的流体中开始出现含有一定的吸附质，说明活性炭床层失去吸附能力，此时活性炭上已吸附的吸附质的量，就称为活性炭的活性。是设计大量的、经常的、重要的吸附系统所需的数据。
　　用液相等温线法测定活性炭吸附能力的标准实用方法，可用于测定原始的和再活化的和粉状活性炭的吸什能力。

活性炭在液相中有哪些除杂作用
活性炭在液相工艺中应用大都涉及去除杂质一类的精制或净化，其主要作用有：
　脱色、去除着色及其前体等杂质；脱臭、去除呈臭及其前体等杂质；脱异味杂质；脱硫类杂质；去除胶体类杂质；去除油类杂质；去除起泡类杂质；去除放射性类杂质；去除溶液中防碍过滤；结晶和纯度的杂质；去除水中三氯甲烷、氯等杂质；去除致浑浊杂质；去除热源杂质；去除废水中有害的杂质。

活性炭的比表面积越大、吸附力一定越大吗?
一般来说活性炭的比表面积（BET）越大，吸附力也越大，但是有时候却不一定。
　　BET是用氮气或丁烷的吸附方法测出活性炭总表面积的一种广用的参数。按理BET越大，吸附力就越大。可是在实际应用中这概念有局限性，因为活性炭的孔有大孔、中孔和微孔的区别，有时仅有部分的孔适合于某类大小吸附物的进入。
　　在液相应用中，通常有机物的吸附值分子量（分子大小）的提高而提高。直到分子大到不能进孔为止。最理想的活性炭是具有大量恰好稍大于吸附物分子的孔。孔太小，吸附物进不了；孔太大，使单位体积的表面积减少。
　　在气相应用中，小分子被吸附进入微孔。这时总表面积的概念是合用的。至于活性炭对金属络合物的吸附，涉及化学键的形成，也不是BET越大越好。

影响粒状活性炭应用的主要性质是什么
应用粒状活性炭，尤其大量应用，最影响效果和成本的活性炭主要性质是：吸附量；压降或床层膨胀；抗磨性；大小、水分、灰分、pH值和可溶物。
　　应用较为大量的粒状活性炭都装在柱型设备中，就要讲究压降(压头损失)或床层膨胀，是设计炭柱的必要因素。压降由微粒大小和大小分布所决定。床层膨胀由微粒大小、形状和大小分布以及微粒密度所决定。
　　大量使用粒状活性炭时，常加水以泵输送和以运输带脱水，因此要重视活性炭的损失量，讲求活性炭的抗磨性。

anan885 · 发表于 2008-7-18 16:35:00

选用粉状活性炭还是粒状活性炭
要根据具体工艺目的结合两种活性炭的各自优点而选用。
粉状活性炭通常在液相应用，加入液体后经搅拌混合、过滤或沉降，而得所要的液体。以粉状活性炭处理的优点是：适用于间歇工艺；易控制加入量；可利用现成过滤设备；价格较低。
粒状活性炭可用于液相，也可用于气相。一般将要处理的液体或气体连续通过活性炭柱。以粒状活性炭处理的特点是：适用于连续工艺与自动控制；较少活性炭耗量，使用的炭/液比高；较易清洁操作；因价较高大量使用时应予再生，且较易再生。

谈谈活性炭过滤原理
活性炭的吸附能力与水温的高低、水质的好坏等有一定关系。水温越高，活性炭的吸附能力就越强；若水温高达３０℃以上时，吸附能力达到极限，并有逐渐降低的可能。当水质呈酸性时，活性炭对阴离子物质的吸附能力便相对减弱；当水质呈碱性时，活性炭对阳离子物质的吸附能力减弱。所以，水质的ＰＨ不稳定，也会影响到活性炭的吸附能力。　　
活性炭的吸附原理是：在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度，再把有机物质杂质吸附到活性炭颗粒内，使用初期的吸附效果很高。但时间一长，活性炭的吸附能力会不同程度地减弱，吸附效果也随之下降。如果水族箱中水质混浊，水中有机物含量高，活性炭很快就会丧失过滤功能。所以，活性炭应定期清洗或更换。　　
活性炭颗粒的大小对吸附能力也有影响。一般来说，活性炭颗粒越小，过滤面积就越大。所以，粉末状的活性炭总面积最大，吸附效果最佳，但粉末状的活性炭很容易随水流入水族箱中，难以控制，很少采用。颗粒状的活性炭因颗粒成形不易流动，水中有机物等杂质在活性炭过滤层中也不易阻塞，其吸附能力强，携带更换方便。　　
活性炭的吸附能力和与水接触的时间成正比，接触时间越长，过滤后的水质越佳。注意：过滤的水应缓慢地流出过滤层。新的活性炭在第一次使用前应洗涤洁净，否则有墨黑色水流出。活性炭在装入过滤器前，应在底部和顶部加铺２～３厘米厚的海绵，作用是阻止藻类等大颗粒杂质渗透进去，活性炭使用２～３个月后，如果过滤效果下降就应调换新的活性炭，海绵层也要定期更换。

活性炭质量标准
活性炭标准国际化趋同发展趋势
活性炭的液相吸附评价与单宁酸值的测定
俄罗斯活性炭质量标准(破碎木质活性炭Roct 6217-74,1992更改实施)
美国粉状活性炭国家标准、美国自来水工程协会质量标准ANSI/AWWA 13600－90
活性炭美国药典规格项目
俄罗斯活性炭质量标准（煤粉和焦油制活性炭Roct 23998---80，1986更改实施)
俄罗斯活性炭质量标准（回收用煤制活性炭(Roct 8703-74,1992更改实施)
欧洲药典活性炭规格项目
美国粒状活性炭国家标准、美国自来水工程协会质量标准ANSI/AWWA B604－90
日本药典药用炭规格
中华人民共和国国家标准：木质味精精制用颗粒活性炭
日本水道协会活性炭规格(JWWA)试验项目
中华人民共和国化工行业标准 : 化学试剂活性炭
中国主要活性炭品种的质量指标和质量试验方法标准
中国活性炭产品命名法标准
中华人民共和国国家标准：木质活性炭试验方法
中华人民共和国国家军用标准 : 浸渍活性炭通用规范
中华人民共和国国家标准:　煤质颗粒活性炭试验方法
中华人民共和国国家标准：糖液脱色用活性炭
中华人民共和国国家标准：木质净水用活性炭

活性炭生产制造
活性炭是一种非常优良的吸附剂，它是利用木炭、各种果壳和优质煤等作为原料，通过物理和化学方法对原料进行破碎、过筛、催化剂活化、漂洗、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成。它具有物理吸附和化学吸附的双重特性，可以有选择的吸附气相、液相中的各种物质，以达到脱色精制、消毒除臭和去污提纯等目的。检验标准可按照中国国标GB，或按照其他国家标准，如：美国ASTM，日本JIS，德国DIN标准等。

anan885 · 发表于 2008-7-18 16:36:00

活性炭应用
　　活性炭广泛应用于工农业生产的各个方面，如石化行业的无碱脱臭（精制脱硫醇）、乙烯脱盐水（精制填料）、催化剂载体（钯、铂、铑等）、水净化及污水处理；电力行业的电厂水质处理及保护；化工行业的化工催化剂及载体、气体净化、溶剂回收及油脂等的脱色、精制；食品行业的饮料、酒类、味精母液及食品的精制、脱色；黄金行业的黄金提取、尾液回收；环保行业的污水处理、废气及有害气体的治理、气体净化；以及相关行业的香烟滤嘴、木地板防潮、吸味、汽车汽油蒸发污染控制，各种浸渍剂液的制备等。活性炭在未来将会有极好的发展前景和广阔的销售市场。

活性炭的用途及种类
1、空气净化 2、污水处理场排气吸附 3、饮料水处理 4、电厂水预处理
5、废水回收前处理 6、生物法污水处理 7、有毒废水处理 8、石化无碱脱硫醇
9、溶剂回收 10、化工催化剂载体 11、滤毒罐 12、黄金提取
13、化工品储存排气净化 14、制糖、酒类、味精医药、食品精制、脱色
15、乙烯脱盐水填料 16、汽车尾气净化 17、PTA氧化装置净化气体

活性炭产品的应用方向及领域
◎石化行业
无碱脱臭（精制脱硫醇）——重催的精制装置
乙烯脱盐水（精制填料）——乙烯装置
催化剂载体（钯、铂、铑等）——苯乙烯、连续重整装置
水净化及污水处理——上水及下水的深度处理
◎电力行业
电厂水质处理及保护——锅炉装置
◎化工行业
化工催化剂及载体、气体净化、溶剂回收、及油脂等的脱色、精制
◎食品行业
饮料、酒类、味精母液及食品的精制、脱色
◎黄金行业
黄金提取——适用炭浆法、堆浸法提金工艺
尾液回收——金矿的废物利用及环境保护
◎环保行业
用于污水处理、废气及有害气体的治理、气体净化
◎相关行业
香烟滤嘴、木地板防潮、吸味、汽车汽油蒸发污染控制，各种浸
渍剂液的制备等。

什么是活性炭再生？
　　再生活性炭是在高温下通入热气流如水蒸气、二氧化碳气体等对使用过的活性炭进行加热处理，从而去除吸附在活性炭中的化学成分，达到回收活性炭的目的。再生后的活性炭将从新恢复其吸附性能，可以再投入使用。

活性炭产品的再生
　　活性炭目前在环境保护，工业与民用方面己被大量使用,并且取得了相当的成效,然而活性炭在吸附饱合被更换后,使用单位均将其废弃,掩埋或烧掉,造成资源的浪费和对环境的再污染。
　　活性炭吸附是一个物理过程，因此还可以采用高温蒸汽将使用过的活性炭内之杂质进行脱附，并使其恢复原有之活性，以达到重复使用的目的，具有明显的经济效益。
　　再生后的活性炭其用途仍可连续重复使用及再生。

活性炭产品之间如何区分，应该如何选择活性炭呢？
　　活性炭是由各种富含碳的原料制造而成。因此，用不同的原料制造的活性炭必然会有不同的特性。一般来说，以煤为原料制造的活性炭通常采用水蒸气或二氧化碳气体活化，产品的形状以颗粒状为主，其孔径分布以微孔居多，更适合于吸附液相和气相中分子量和分子直径较小的物质，吸附性能指标通常以亚甲蓝吸附值和碘吸附值表示；以木屑为原料制造的活性炭通常采取化学法活化，产品的形状以粉状为主，其孔径分布可通过调节化学活化剂的配比来进行控制，比较灵活，既可以制造出孔径分布以微孔居多的产品也可制造出孔径分布中孔（过渡孔）占较大比例的产品，后者则比较适合于吸附液相中分子量和分子直径较大的物质吸附性能指标以焦糖脱色率表示；以果壳类为原料制造的活性炭通常采取水蒸气和二氧化碳气体活化，产品的形状以颗粒状为主，由于其特殊材质的因素，其孔径分布介于上述两类活性炭之间，因此其应用范围更为广泛，缺点是受国内原材料的限制，成品较高。

活性炭有什么性能指标呢？
　　活性炭产品的性能指标可分为物理性能指标、化学性能指标、吸附性能指标。三种性能指标对活性炭的选择和应用都起到非常重要的作用。
　　主要物理性能指标有：形状、外观、比表面积、孔容积、比重、目数、粒度、耐磨强度、漂浮率等。
　　主要化学性能指标有：PH值、灰分、水分、着火点、未炭化物、硫化物、氯化物、氰化物、硫酸盐、酸溶物、醇溶物、铁含量、锌含量、铅含量、砷含量、钙镁含量、重金属含量、磷酸盐等。
　　主要吸附性能指标有：亚甲蓝吸附值、碘吸附值、苯酚吸附值、四氯化碳吸附值、焦糖吸附值、硫酸奎宁吸附值、饱和硫容量、穿透硫容量、水容量、氯乙烷蒸汽防护时间、ABS值等。

anan885 · 发表于 2008-7-18 16:38:00

用过的活性炭怎样再生
再生是活性炭应用后的延伸工序，再生的方式随应用的具体情况而不同：有的边应用边再生，即边吸附边解吸；有的多次应用，合并再生；有的分散应用，集中再生。
再生方法可分为两大类：
（1）加热再生
   a、热空气再生-----以空气为脱附载体。
   b、水蒸气再生-----低沸点溶剂用一般蒸汽，高沸点溶剂用过热蒸汽。
  加热再生是常用的方法，过程如下：
干燥----加热到100~150摄氏度蒸发活性炭中的水分和一部分低沸点有机物；
碳化-加热到300~700摄氏度，挥发或分解一些有机物，有部分有机物碳化留在活性炭中。
活化---加热到700摄氏度以上，使留在活性炭中的碳和活化气体反应，逸出所生成的气态产物，重新造孔。
  冷却---活化后急冷以防氧化。
（2）无热再生
（3）移动床再生
（4）流化床再生
（5）加热再生
（6）生物再生
（7）催化废炭再生
（8）微波再生
（9）超生再生
（10）化学法再生
（11）用表面活化剂再生
  (12)废水处理炭再生

活性炭是如何生产的呢？
  活性炭主要采用两种活化手段，一种是化学法，一种是物理法。化学法是用氯化锌或磷酸等化学品为活化剂，针对的原料主要为木屑；物理法是选用水蒸气或二氧化碳等为活化剂，针对的原料为煤、木材、果壳等。

活性碳在水处理中的技术原理及应用和解释
一、       活性碳在水处理当中有何作用？
活性碳被广泛用于生活用水及食品工业、化工、电力等工业用水的净化、脱胎换骨氯、除油和去臭等，一般在除盐水处理过程中，于阳离子交换器的前面（少数也有设在后面的）设置活性炭过滤器。由于活性炭的休表面积很大，其表面双布满了平均直径为20~30埃（A°）和微孔，因此，活性碳具有很强、很高的吸附能力，此外，活性炭的表面有大量的羟苦和羧基等官能团，可以对个种性质的有机物质进行化学吸附，以及静电引力作用，因此活性炭还能去除水中对于阴离子交换剂有害的腐殖酸、富维酸、木质素硫酸等有机物，还可以去除象游离余氯一类对阳离子交换剂有害的物质，从而提高了解除盐水处理能力，通常能够去除63%-86%的胶体物质，52%的铁，以及50%-75%的有机物质。
二、       活性炭的水中的杂质有去除作用，是基于活性炭的活性表面和不饱和化学键，由于活性
炭的表面积很大（500-1500m&sup2;/ɡ）加之表面又布满了直径为2-3M的微孔，所以活性炭有很高的吸附能力，同时由于活性炭表面上的碳原子在能量上是不等到直的，这些原子含有不饱和键，因此具有与外来分子成基因发生化学作用的趋势，对某些有机物有交强的吸附力，研究证明，活性炭的对氯的吸附，不完全全是表面对氯的物理吸附作用，而是由于活性炭表面起了催化作用，促进游离氯小解和生产新生态氧的过程加速其反映如下：
Cl2 + H2O = HCl +HClO
HClO+活性炭 →HCl + [O] 新生态氧
这这产生的[O]可以和活性炭中的碳成其他易氧化级分相互反应而得以去除：C + 2[O] = CO2
总之，活性炭在水处理中的净化效果是非常良好的，它对芳香族、农药、异臭、铁、余氯等有机物的去除是其它净化材料所不能代替的，活性碳的种类有尽三十余种，碳的分类应用也很严格，针对不同的领域，应用不同类型的碳，一些企业和技术人员，在使用活性炭方面，忽略这一技术性问题，其结果效果很不明显，有的甚至起反作用，所以在水处理的应用上应详细阅读技术说明或同活性炭厂里技术上的指导方可，一些中意碳商只知道买，而忽略了技术方面的问题，所发很难得到好的效果。
就本公司使用的炭，是专业厂家所生产，有该厂技术专家的指导，产品广泛用于高纯水净化、电站锅炉原水净化、酒精、味精、石油化工脱色提纯，饮料、石化用水、电镀、中小回用等水的深度净化。目前，所使用的相关行业有：国家海洋二所水中心、上海宝钢、大庆石化、中原石化、中石化炼油、娃哈哈、顶津集团、农夫山泉、苏净集团、中外合资塞德电厂、苏州高达电厂，等国内外知名企业，并得到良好的评价。
活性炭的种类按生产原料可分为木质碳和煤碳。用林材、木屑、果壳、植物纤维等原料制成的活性炭叫煤制炭，另一类用褐煤、泥煤、烟煤、半烟煤、无烟煤制成的活性炭叫煤制碳。若按颗粒大分有粉末碳（粒度在200目以下）和颗粒碳（粒度在1.6~3.2mm）,若按用途分有触媒载体碳、回收吸附碳、脱硫、脱色碳及净水用活性炭。
净水用活性炭，一般用无烟煤和果壳做原料，经碳化水蒸汽活化制成，外观为不定型颗粒，在液相中对底浓度和高浓度匠有机物均有较强的吸附力。其中木质果壳碳因其吸附量，碘值、亚甲兰值、机械强度都优于煤制碳，所以现今一些水处理设备和水处理工程多采用木质活性炭（杏壳、椰壳等）

项目       指标
      果壳碳（椰壳）       煤质碳（无烟煤）
碘吸附值    (mg/g) ≥       900       900
亚甲蓝脱色力 (mg/g) ≥       165       100
强度          1(%) ≥       90       85
干燥减量    % ≤       10       10
PH值       ≥       7-11       6-10
充填密度    (g/cm&sup3;) ≥       0.4-0.5       0.45-.055
粒度          % ≥       90       85
烧的残渣    % ≤       5.0       6.0

※用果壳与煤碳做比较（在碘值一样的情况下）电厂专用碳粒度为8-16目或10-24目，碘值900以上净化使用寿命约一年以上（据水质而定）。

anan885 · 发表于 2008-7-18 16:39:00

活性炭水处理的主要影响因素

由于活性炭水处所涉及的吸附过程和作用原理较为复杂，因此影响因素也较多。主要与活性炭的性质、水中污染物的性质、活性炭处理的过程原理以及选择的运转参数与操作条件等有关。
一、活性炭的性质由于吸附现象发生在吸附剂表面上，所以吸附剂的比表面积是影响吸附的重要因素之一，比表面积越大，吸附性能越好。
因为吸附过程可看成三个阶段，内扩散对吸附速度影响较大，所以活性炭的微孔分布是影响吸附的另一重要因素。
此外活性炭的表面化学性质、极性及所带电荷，也影响吸附的效果。
用于水处理的活性炭应有三项要求：吸附容量大、吸附速度快、机械强度好。活性炭的吸附容量附其他外界条件外，主要与活性炭比表面积有关，比表面积大，微孔数量多，可吸附在细孔壁上的吸附质就多。吸附速度主要与粒度及细孔分布有关，水处理用的活性炭，要求过渡孔（半径20~1000A）较为发达，有利于吸附质向微细孔中扩散。活性炭的粒度越小吸附速度越快，但水头损失要增大，一般在8~30目范围较宜，活性炭的机械耐磨强度，直接影响活性炭的使用寿命。
二、吸附质（溶质或污染物）的性质
同一种活性炭对于不同污染物的吸附能力有很大差别。
（一）溶解度
对同一族物质的溶解度随链的加长而降低，而吸附容量随同系物的系列上升或分子量的增大而增加。溶解度越小，越易吸附。
如活性炭从水中吸附有机酸的次序是按甲酸--乙酸--丙酸--丁酸而增加。
（二）分子构造
吸附质分子的大小和化学结构对吸附也有较大的影响。因为吸附速度受内扩散速度的影响，吸附质（溶质）分子的大小与活性炭孔径大小成一定比例，最利于吸附。在同系物中，分子大的较分子小的易吸附。不饱和键的有机物较饱和的易吸附。芳香族的有机物较脂肪族的有机物易于吸附。
（三）极性
活性炭基本可以看成是一种非极性的吸附剂，对水中非极性物质的吸附能力大于极性物质。
（四）吸附制裁（溶质）
吸附质的浓度在一定范围时，随着浓度增高，吸附容量增大。因此吸附质（溶质）的浓度变化，活性炭对该种吸附质（溶质）的吸附容量也变化。
三、溶液pH的影响
溶液pH值对吸附的影响，要与活性炭和吸附质（溶质）的影响综合考虑。溶液pH值控制了酸性或碱性化合物的离解度，当pH值达到某个范围时，这些化合物就要离解，影响对这些化合物的吸附。溶液的pH值还会影响吸附质（溶质）的溶解度，以及影响胶体物质吸附质（溶质）的带电情况。由于活性炭能吸附水中氢、氧离子，因此影响对其他离子的吸附。
活性炭从水中吸附有机污染物质的效果，一般随溶液pH值的增加而降低，pH值高于9.0时，不易吸附，pH值越低时效果越好。在实际应用中，通过试验确定最佳pH值范围。
四、溶液温度的影响
因为液相吸附时吸附热较小，所以溶液温度的影响较小。吸附是放热反应。吸附热，即活性炭吸附单位重量的吸附质（溶质）放出的总热量，以KJ/mol为单位。吸附热越大，温度对吸附的影响越大。另一方面，温度对物质的溶解度有影响，因此对吸附也有影响。用活性炭处理水时，温度对吸附的影响不显著。
五、多组分吸附质共存的影响
应用吸附法处理水时，通常水中不是单一的污染物质，而是多组分污染物的混合物。在吸附时，它们之间可以共吸附，互相促进或互相干扰。一般情况下，多组分吸附时分别的吸附容量比单组分吸附时低。
六、吸附操作条件
因为活性炭液相吸附时，外扩散（液膜扩散）速度对吸附有影响，所以吸附装置的型式、接触时间（通水速度）等对吸附效果都有影响。
综上所述，影响吸附的因素很多，应综合分析，根据具体情况，选择最佳吸附条件，达到最好的吸附效果。

anan885 · 发表于 2008-7-18 16:44:00

活性炭是如何发挥作用的呢？
　　活性炭的吸附可分为物理吸附和化学吸附。
　　物理吸附主要发生在活性炭去除液相和气相中杂质的过程中。活性炭的多孔结构提供了大量的表面积，从而使其非常容易达到吸收收集杂质的目的。就象磁力一样，所有的分子之间都具有相互引力。正因为如此，活性炭孔壁上的大量的分子可以产生强大的引力，从而达到将介质中的杂质吸引到孔径中的目的。必须指出的是，这些被吸附的杂质的分子直径必须是要小于活性炭的孔径，这样才可可能保证杂质被吸收到孔径中。这也就是为什么我们通过不断地改变原材料和活化条件来创造具有不同的孔径结构的活性炭，从而适用于各种杂质吸收的应用。
　　除了物理吸附之外，化学反应也经常发生在活性炭的表面。活性炭不仅含碳，而且在其表面含有少量的化学结合、功能团形式的氧和氢，例如羧基、羟基、酚类、内脂类、醌类、醚类等。这些表面上含有地氧化物或络合物可以与被吸附的物质发生化学反应，从而与被吸附物质结合聚集到活性炭的表面。取一个典型的例子：水处理过程中活性炭可以与水中的亚氯酸盐发生反应使亚氯酸盐变成氯离子形式，从而达到去除水中亚氯酸盐的目的，使水不再有令人反感的味道和气味。

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