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活性碳的分类与应用

时间:2013-11-05 23:43 作者:中国除甲醛网 点击

活性碳的分类与应用

煤质颗粒活性炭

  煤质颗粒活性炭选用优质无烟煤为原料,采用先进的工艺精制而成,外观为黑色不定型颗粒。具有空隙结构发达,比表面积大,吸附能力强,机械强度高,床层阻力小,化学稳定性能好,易再生,经久耐用等优点。

稻壳活性炭

  水稻脱粒时产生的稻壳往往被当做废弃物扔掉,日本研究人员日前报告说,他们开发出了利用稻壳制造高性能活性炭的技术。

  日本长冈技术科学大学的斋藤秀俊教授在论文中指出,如果单纯将稻壳加热后制成炭,稻壳内残留的二氧化硅会阻碍其作为活性炭发挥作用。但是将上述“稻壳炭”与氢氧化钾和氢氧化钠混合在一起,然后进行热处理,就可以成功去除二氧化硅。据测算,与普通活性炭相比,这种稻壳活性炭及其孔隙的表面积相当于前者的2.5倍。

活性炭纤维

  本产品是以优质椰壳粉末活性炭为吸附材料,采用高分子粘结材料将其粘附在无纺布的基体之上而制成,可有效吸附各种工业废气,如苯、甲苯、二甲苯、甲醛、氨气、二氧化硫等。主要用于制作活性炭口罩,亦可作为鞋垫,广泛用于化工、制药、油漆、等行业,防毒除臭效果显著。

粉状活性炭

  粉状活性炭以优质木炭为原料,经特殊生产工艺精制而成,有物理法、化学法两种。经水蒸气活化后,精制处理,粉碎而成。本品外观为黑色粉末状,在一般溶液下均不溶解。无臭无味,具有表面积大吸附为强、纯度高、滤速快、质量稳定,具有絮凝效应和助滤效应等特点。广泛适用于食品、医药、味精化工等产品的脱色、除杂精制。也可以用于水的净化处理。

安全应用

  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

应用历史

  历史记载

  活性炭应用的历史,记载如下:

  ⑴公元前1550年,埃及有作为医用的记载;

  ⑵公元前460~359年,希腊医生Hippocrate用以治羊癫疯;

  ⑶ 1518~1593年,中国李时珍的本草纲目中提及用于治病;

  ⑷ 1993年有外用于溃疡;

  ⑸ 1794年,英国有家糖厂用于加速脱色。上述例证应用的都是木炭,不是活性炭。

  活性炭作为人造材料,是在1900年和1901年才发明的,发明者Raphael von Ostrejko,取得英国专利B.P.14224(1900);英国专利B.P.18040(1900)德国专利Ger.P.136792(1901)

  他发明将金属氯化物炭化植物源原料或用二氧化碳或水蒸气与炭化材料反应制造活性炭。1911年在维也纳附近的工厂首次用于工业生产,当时产品是粉状活性炭,商品名使Epomit;同年在荷兰有Norit上市;1912年在捷克斯洛伐克有Carboraffin出售。(Ger.Pat.290656)。 

  历史阶段

  回顾百年来世界活性炭应用的历史,不妨粗略划分为三个阶段:

  ⑴第一阶段,从20世纪初到约20世纪20年代为萌芽阶段:

  ⑵第二阶段,从约20世纪20年代中期为成长阶段;

  ⑶第三阶段,从20世纪中期到20世纪末期为发展阶段,发展成为环保大应用阶段。

  这三个阶段可用活性炭应用历程中两件历史性大事。作为划分的界限。

  历史事件

  第一件大事是活性炭防毒面具,在20世纪20年代在第一次世界大战中的应用。可以次作为划分活性炭应用历史的第一阶段和第二阶段的界限。活性炭在初期主要应用是粉炭在糖业中逐步代替了原来的骨炭。在20世纪20年代的第一次世界大战中出现的颗粒大量应用于防毒面具。这是工业化学史上辉煌的一页。当时荷兰的Norit和捷克斯洛伐克、德国、法国、瑞士等国的制造商和批发商曾成立一个联合公司,说明在欧洲萌芽的活性炭也是被广为看好的新兴产业。

  通过防毒面具应用的推动,活性炭历史进入了第二阶段,活性炭市场不断扩大,活性炭的吸附和催化功能在众多行业的精制、回收、合成上的应用陆续开发,美国等的活性炭厂陆续开设。在20世纪中叶不断拓展应用面的活性炭,被视为“万能吸附剂”。

  第二件大事是活性炭除臭作用,在20世纪40年代数以百计的自来水厂中采用了活性炭除臭。以此作为划分活性炭应用历史的第二阶段与第三阶段的界限。

  1927年美国芝加哥自来水厂发生了广大居民难以接受的自来水恶臭事故,这是由于原水中的苯酚和消毒用的氯生成异臭所致。德国等地的自来水厂也发生了同样的事故,这些事故都是用活性炭来解决的。

  此后,随着环境保护日益受到重视,政府法令的日趋严格。活性炭不仅在净水方面,而且在净气等方面的用量剧增,使得在20世纪的后半叶,环保产业成为活性炭应用的大户。由此活性炭历史进入了第三阶段,即发展阶段。

  中国应用

  中国活性炭在应用历史上简单分为三个阶段:

  ⑴第一阶段是20世纪40年代以前,中国制药工业、化学工业中使用活性炭量大,都用进口货,例如用Carboraffin牌的活性炭。

  ⑵第二阶段自20世纪50年代初开始,国产活性炭上市。1951年沈阳和抚顺的单管炉厂、青岛的反射炉闷烧法厂、上好的电热活化法厂,接着有氯化锌活化法厂,1958年福建、杭州、广州、烟台、东北等地纷纷建厂,1966年太原开创斯列普活化法厂,随后中国陆续开设数以百计的斯列普炉厂。此外,还有不少的转炉、粑式炉等工厂。总生产能力从1951年的三五十吨猛增到20世纪80年代的近十万吨。

  生产与应用相互促进,活性炭的应用范围被迅速开拓。从原来单一的通用炭向多种的专用炭发展,例如净水炭、糖炭、味精、油脂炭、黄金炭、载体炭、药用炭、针剂炭、试剂炭等等,足见活性炭因国内经济蒸蒸日上而应用量速增,又因产量扩大、成本降低而使出口量上升。中国活性炭的应用,不仅在国内市场发展,而且进入了国际市场。

  ⑶第三阶段2003-至今;活性炭应用于装修污染治理,利用先进的造孔技术将活性炭,使其具备与室内有害气体分子大小相匹配的孔隙结构,专用于吸附甲醛、苯系物、氨、氡等所有对人体有害的气体及空气中的浮游细菌。具有吸味、去毒、除臭、去湿、防霉、杀菌、净化等综合功能,有效清除室内环境污染成功应用于装修污染治理,并创立了家康景品牌。目前市场上家用活性炭众多,活性炭已走进千家万户,成为健康时尚的环保产品。

  主要机理

  活性炭是由含炭为主的物质作原料,经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。活性炭含有大量微孔,具有巨大的比表面积,能有效地去除色度、臭味,可去除二级出水中大多数有机污染物和某些无机物,包含某些有毒的重金属。影响活性炭吸附的因素有:活性炭的特性;被吸附物的特性和浓度;废水的PH值;悬浮固体含量等特性;接触系统及运行方式等。活性炭吸附是城市污水高级处理中最重要最有效的处理技术,得到广泛的应用。

  活性炭能有效吸附氯代烃、有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂,还能吸附苯醚、正硝基氯苯、萘、乙烯、二甲苯酚、苯酚、DDT、艾氏剂、烷基苯磺酸及许多酯类和芳烃化合物。二级出水中也含有不被活性炭吸附的有机物,如蛋白质的中间降解物质,比原有的有机物更难被活性炭吸附,活性炭对THMS的去除能力较低,仅达到23-60%。活性炭吸附法与其他处理方法联用,出现了臭氧-活性炭法、混凝-吸附活性炭法、Habberer工艺、活性炭-硅藻土法等,使活性炭的吸附周期明显延长,用量减少,处理效果和范围大幅度提高。

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