天津果殼活性炭吸附效果和使用壽命
活性炭吸附是利用活性炭的物理吸附、化學(xué)吸附、氧化、催化氧化和還原等性能去除水中污染物的水處理方法。
不同的活性炭對不同物質(zhì),常具有不同的吸附能力。試驗(yàn)表明:N型顆?;钚蕴繉ο愣顾氐姆纸猱a(chǎn)物有較好的吸附效果,而粉末的活性炭吸附效果較差,但后者對1,4一丁炔二醇的分解產(chǎn)物吸附效果較好;又如E-82整平性鍍鎳光亮劑(吡啶類衍生物)在鍍鎳液中使用了一段時(shí)間后,用粉末狀活性炭處理后,鍍層的光亮度提高,光亮范圍擴(kuò)大,可見這種活性炭對E-82光亮劑的分解產(chǎn)物有較好的吸附效果。
相反,若用顆粒狀活性炭處理這類鍍液,處理后鍍層就不光亮,說明顆粒狀的活性炭對光亮劑有較強(qiáng)的吸附能力;作者在試驗(yàn)新工藝時(shí),有一次發(fā)現(xiàn),一種電鍍液使用了一段時(shí)期,鍍層發(fā)暗不亮,經(jīng)一般的粉末狀活性炭處理后,不補(bǔ)充任何原料,獲得了鏡面光亮的全光亮鍍層,再鍍一段時(shí)期,鍍層又不亮了,再經(jīng)粉末狀活性炭處理,又獲得了全光亮鍍層。可-見這種活性炭能吸附光亮劑的分解產(chǎn)物,而對光亮劑本身,基本上不吸附或很少吸附。由此可見,活性炭的吸附,在某些情況下是有選擇性的。現(xiàn)在國外已有多種活性炭針對性地應(yīng)用于某些光亮鍍液,有些活性炭具有只吸附或較多地吸附光亮劑的分解產(chǎn)物,而對光亮劑不吸附或較少地吸附,所以他們常在連續(xù)過濾的過濾器內(nèi),添加一定量的活性炭,通過連續(xù)過濾,不斷除去光亮劑和其他有機(jī)添加劑的分解產(chǎn)物,過濾器使用了一段時(shí)間后,再換上新的活性炭;以使鍍液中有機(jī)物的分解產(chǎn)物含量不致于過高,從而保證電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量。影響果殼活性炭吸附的主要因素
?、俟麣せ钚蕴课絼┑男再|(zhì)
其表面積越大,吸附能力就越強(qiáng); 果殼活性炭是非極性分子,易于吸附非極性或極性很低的吸附質(zhì);果殼活性炭吸附劑顆粒的大小,細(xì)孔
的
構(gòu)造和分布情況以及表面化學(xué)性質(zhì)等對吸附也有很大的影響。
?、谖劫|(zhì)的性質(zhì)
取決于其溶解度、表面自由能、極性、吸附質(zhì)分子的大小和不飽和度、附質(zhì)的濃度等
?、蹚U水PH值
果殼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。
PH值會對吸附質(zhì)在水中存在的狀態(tài)及溶解度等產(chǎn)生影響,從而影響吸附效果。
?、芄泊嫖镔|(zhì)
共存多種吸附質(zhì)時(shí),果殼活性炭對某種吸附質(zhì)的吸附能力比只含該種吸附質(zhì)時(shí)的吸附能力差
?、轀囟?br />
溫度對果殼活性炭的吸附影響較小
?、藿佑|時(shí)間
應(yīng)保證果殼活性炭與吸附質(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。
果殼活性炭化學(xué)性
果殼活性炭的吸附除了物理吸附,還有化學(xué)吸附。果殼活性炭的吸附性既取決于孔隙結(jié)構(gòu),又取決于化學(xué)組成。
果殼活性炭不僅含碳,而且含少量的化學(xué)結(jié)合、功能團(tuán)開工的氧和氫,例如羰基、羧基、酚類、內(nèi)酯類、醌類、醚類。這些表面上含
有的
氧化物和絡(luò)合物,有些來自原料的衍生物,有些是在活化時(shí)、活化后由空氣或水蒸氣的作用而生成。有時(shí)還會生成表面硫化物和氯化物。
在活化中原料所含礦物質(zhì)集中到果殼活性炭里成為灰分,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。
這些灰分含量可經(jīng)水洗或酸洗的處理而降低。
果殼活性炭催化性
果殼活性炭在許多吸附過程中伴有催化反應(yīng),表現(xiàn)出催化劑的活性。例如果殼活性炭吸附二氧化硫經(jīng)催化氧化變成三氧化硫。
由于果殼活性炭有特異的表面含氧化合物或絡(luò)合物的存在,對多種反應(yīng)具有催化劑的活性,例如使氯氣和一氧化碳生成光氣。
由于果殼活性炭和載持物之間會形成絡(luò)合物,這種絡(luò)合物催化劑使催化活性大增,例如載持鈀鹽的果殼活性炭,即使沒有銅鹽的催化劑存在,
烯烴的氧化反應(yīng)也能催化進(jìn)行,而且速度快、選擇性高。
由于果殼活性炭具有發(fā)達(dá)的細(xì)孔結(jié)構(gòu)、巨大的內(nèi)表面積和很好的耐熱性、耐酸性、耐堿性,可作為催化劑的載體。例如,有機(jī)化學(xué)中
加氫、脫氫環(huán)化、異構(gòu)化等的反應(yīng)中,果殼活性炭是鉑、鈀催化劑的優(yōu)良載體。
果殼活性炭機(jī)械性
(1)粒度:采用一套標(biāo)準(zhǔn)篩篩分法,求出留在和通過每只篩子的果殼活性炭重量,表示粒度分布。
(2)靜觀密度或堆密度:飲食孔隙容積和顆粒間空隙容積的單位體積果殼活性炭的重量。
(3)體積密度和顆粒密度:飲食孔隙容積而不飲食顆粒間空隙容積的單位體積果殼活性炭的重量。
(4)強(qiáng)度:即果殼活性炭的耐破碎性。
(5)耐磨性:即耐磨損或抗磨擦的性能。
這些機(jī)械性質(zhì)直接影響果殼活性炭應(yīng)用,例如:密度影響容器大??;粉炭粗細(xì)影響過濾;粒炭粒度分布影響流體阻力和壓降;破碎性影
響果殼活性炭使用壽命和廢炭再生。
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