江苏北山活性炭有限公司

　　近年来，使用蜂窝活性炭处理废气已经是一种比较常见的方式。蜂窝活性炭依靠着自身发达的空隙结构和大的比表面积，孔隙结构和比表面在废气处理中占很大决定性因素。在很大的程度上接触到空气，大面积于的进行接触吸附。然后将有毒有害物质吸附到自己的孔隙中。并且“保存”起来。碘吸附值的大小也与吸附性能有很大的关系，也就是说，碘吸附值小的吸附不进去，碘吸附值大的可以大量的吸附储存。理论上证明，碘吸附值越大，就越容易被蜂窝活性炭吸附。蜂窝活性炭的吸附能力的与温度有着很大的关系，温度的高低决定了蜂窝活性炭吸附力，工作量。蜂窝活性炭在温度为10的时候，吸附能力高，这是它喜欢的温度了。在30度的时候，蜂窝活性炭的吸附性能就很小了。　　蜂窝活性炭用在活性炭吸附箱里，是一种有机废气过滤吸附的环保设备产品，蜂窝活性炭吸附箱体可用不锈钢、碳钢、PP板等材质制作。蜂窝活性炭吸附箱具有吸附效率高、适用面广、维护方便、能同时处理多种混合废气等优点，蜂窝活性炭具有去除甲醛、苯、TVOC等有害气体和消毒除臭等作用，蜂窝活性炭吸附塔现广泛用于电子原件生产、电池(电瓶)生产、酸洗作业、实验室排风、冶金、化工、医药、涂装、食品、酿造等有机废气处理。　　有机废气气体由风机提供动力，正压或负压进入蜂窝活性炭吸附箱体，由于蜂窝活性炭固体表面上存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学健力，因此，当此固体表面与气体接触时，就能吸引气体分子，使其浓聚并保持在固体表面，污染物质从而被吸附，废气经过滤器吸附后，进入设备排尘系统，净化气体高空达标排放，饱和后的蜂窝活性炭可回收再生，降低成本，因此蜂窝活性炭就成为了当下尾气处理的主流产品。

　　柱状活性炭吸附预处理技术是指利用物质的吸附性能或交换作用来去除水中污染物的方法。其中用的较多的是对水中有机污染物和臭味有较强吸附作用的疏水性物质。但是柱状活性炭参与混凝沉淀过程后，残留于污泥中，目前尚无很好的回收再生方法，致使处理费用较高,难以推广应用。粘土矿物类吸附剂虽然货源充足、价格便宜，具有很好的吸附性能，但大量粘土投入混凝剂中增加了沉淀池的排泥量，给生产运行带来了一定困难。　　法国在饮用水处理过程中一般都使用颗粒活性炭，当用于除味、除臭时，将砂滤放在活性炭吸附步骤之前，这样水处理效果较好，活性炭寿命在三年以上。当活性炭用于脱除水中所有有机物时，就将砂滤作为第二段，活性炭吸附法或与曝气联用的生物活性炭法作为前面一段，这样水处理效果提高20%一40%。　　美国环保局为保护某地区低洼地的饮用水不被苯、甲苯、氯仿、二氯乙烯等有机物所污染，曾建成两座活性炭吸附装置，使用Calgore公司生产的颗粒活性炭，每个吸附塔一次装填活性炭9t，每天处理饮用水(水厂将地面水与地下水混合)共4546t。　　1979年我国大连某染料厂采用冷却、沉降-活性炭吸附-膨胀石灰石中和的处理流程，进行处理含二硝基氯苯为1000-2000mg、含酸为0.5%的洗涤废水，出水的二硝基氯苯含量达到5mg/L，饱和炭用氯苯脱附，并用吹扫蒸汽再生法在塔内就地再生。　　活性炭吸附法是处理水的有效方法，近年来活性炭水处理应用方法的研究不断加深，并逐步得到广泛应用，但需强调指出的是，活性炭吸附法用于污水处理时，往往用作二级处理、甚至是三级处理。世界上工业发达国家污水处理的特点是二级处理所占比重很大，例如美国和原西德在70%以上，英国几乎占100%，许多国家已经开始研究应用包括活性炭吸附法在内的污水三级处理，将废水作为第二水源加以利用。此外，需要指出的是，包括活性炭吸附法在内的水处理组合流程，其水处理效果更好，应用范围更广。　　目前用于水处理的吸附剂有柱状活性炭、硅藻土、二氧化硅、活性氧化铝、沸石及离子交换树脂等。近年来又研制开发了一些新型吸附材料，如多孔合成树脂、柱状活性炭纤维等。

　　一、活性炭的性质　　1、吸附性　　吸附性质是活性炭的首要性质。活性炭具有像石墨晶粒却无规则地排列的微晶。在活化过程中微晶间产生了形状不同、大小不一的孔隙，假定活性炭的孔隙是圆筒孔形状，按一定方法计算孔隙的半径大小可分为二类：　　(1)按IUPAC分：　　微孔<1.0nm　　中孔1-25nm　　大孔>25nm。　　(2)按习惯分：　　微孔<150nm　　中孔150-20000nm　　大孔>20000nm。　　由于这些孔隙，特别是微孔提供了巨大的表面积。　　微孔的孔隙容积一般只有0.25-0.9mL/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法测算，也有称高达3500-5000m2/g的。活性炭几乎95%以上的表面积都在微孔中，因此除了有些大分子进不了外，微孔是决定活性炭吸附性能高低的重要因素。中孔的孔隙容积一般约为0.02-1.0mL/g，表面积高可达几百平方米，一般只有活性炭总蚕种的约5%。其作用能吸附蒸汽，并能为吸附物提供进入微孔的通道，又能直接吸附较大的分子。　　大孔的孔隙容积一般约为0.2-0.5mL/g，表面积只约0.5-2m2/g，其作用一是使吸附质分子快速深入活性炭内部较小的孔隙中去；二是作为催化载体时，催化剂常少量沉淀在微孔内，大都沉淀在大孔和中孔之中。　　所提的活性炭表面积理应包括内表面积和外表面积，事实上吸附性质主要来自巨大的内表面积，因此不能误认为：把活性炭研碎磨细会明显提高表面积从而提高吸附力。　　很多吸附是可逆的物理吸附，即被吸附物为流体，在一定温度和压力下被活性炭吸附，在高温低压下被吸附物又解吸出来，活性炭内表面恢复原状。这是广泛应用的物理吸附，学术上又称为范德华吸附。　　2、化学性　　活性炭的吸附除了物理吸附，还有化学吸附。活性炭的吸附性既取决于孔隙结构，又取决于化学组成。　　活性炭不仅含碳，而且含少量的化学结合、功能团开工的氧和氢，例如羰基、羧基、酚类、内酯类、醌类、醚类。这些表面上含有的氧化物和络合物，有些来自原料的衍生物，有些是在活化时、活化后由空气或水蒸气的作用而生成。有时还会生成表面硫化物和氯化物。在活化中原料所含矿物质集中到活性炭里成为灰分，灰分的主要成分是碱金属和碱土金属的盐类，如碳酸盐和磷酸盐等。　　这些灰分含量可经水洗或酸洗的处理而降低。　　活性炭中无机物成分，从表3-1四种粉炭商品的分析，可见一斑。(附表略)　　3、催化性　　活性炭在许多吸附过程中伴有催化任凭，表现出催化剂的活性。例如活性炭吸附二氧化硫经催化氧化变成三氧化硫。　　由于活性炭有特异的表面含氧化合物或络合物的存在，对多种反应具有催化剂的活性，例如使氯气和一氧化碳生成光气。　　由于活性炭和载持物之间会形成络合物，这种络合物催化剂使催化活性大增，例如载持钯盐的活性炭，即使没有铜盐的催化剂存在，烯烃的氧化反应也能催化进行，而且速度快、选择性高。　　由于活性炭具有发达的细孔结构、巨大的内表面积和很好的耐热性、耐酸性、耐碱性，可作为催化剂的载体。例如，有机化学中加氢、脱氢环化、异构化等的反应中，活性炭是铂、钯催化剂的优良载体。　　4、机械性　　下面几个项目表示活性炭的机械性，为活性炭的应用者，尤其为大量的工业应用者所重视。　　(1)粒度：采用一套标准筛筛分法，求出留在和通过每只筛子的活性炭重量，表示粒度分布。　　(2)静观密度或堆密度：饮食孔隙容积和颗粒间空隙容积的单位体积活性炭的重量。　　(3)体积密度和颗粒密度：饮食孔隙容积而不饮食颗粒间空隙容积的单位体积活性炭的重量。　　(4)强度：即活性炭的耐破碎性。　　(5)耐磨性：即耐磨损或抗磨擦的性能。　　这些机械性质直接影响应用，例如：密度影响容器大小；粉炭粗细影响过滤；粒炭粒度分布影响流体阻力和压降；破碎性影响使用寿命和废炭再生。

　　粉末活性炭吸附水中溶质分子是一个复杂的过程，是几种力综合作用的结果,包括离子吸引力､范德华力､化学杂和力｡根据吸附的双速率扩散理论认为,吸附是一个由迅速扩散和缓慢扩散两阶段构成的双速过程,迅速扩散在数小时内即完成,发挥了60%-80%活性炭的吸附容量｡迅速扩散是溶质分子在碳粒内沿径向均匀分布的阻力小的大孔隙中扩散的过程｡这些大孔隙产生径向的扩散阻力｡当分子从大孔进一步进入与大孔相通的微孔中扩散时,由于受到狭窄孔径所产生的很大阻力,从而极为缓慢｡微孔也是在碳粒内均匀分布,但不构成径向的扩散阻力｡影响粉末活性炭吸附的因素涉及溶质分子极性､分子量大小､空间结构,这一点取决于水源水质的特征｡活性炭对不同的物质分子具有选择吸附性｡

　　活性炭选不好衰减明显寿命不长，一般6个月-1年左右要换一次，换一次活性炭成本很高。专用活性炭吸附力可达100%以上，且脱附性,稳定性好，因此寿命2-3年以上，可节约成本。活性炭比表面积和孔结构关系很大，不同的有机溶剂选用不同孔径的活性炭，这样才能保证衰减不明显、具有通过气体压阻小、吸附能力强、脱附容易的特点，保证气体过流速较快，消除局部温升现象。　　有机废气处理活性炭具有孔径分布合理、吸附容量高、吸附速度快、机械强度大、在固定床中使用，气流阻力小、易于解吸和再生等优点，在宽浓度范围对大部分无机气体（如硫化物、氮氧化物等）和大多数有机蒸气、溶质有较强的吸附能力　　具体以下指标：　　吸附指标：四氯化碳CTC好的100%以上苯吸附：好的50%以上丙酮吸附：50%以上　　强度：70-90%或95%以后，看具体的应用。不是越高越好，回为强度越高吸附性可能会下降。　　比重：比重越高成本越大，说明比表面积越小，越实。同样一个立方比重越大就越重。　　灰份：6%以下，水份〈5%杂质太高也会影响吸附和成本。　　着火点：〉450度　　材质：主要选择木质或煤质，椰壳的不适用因为有机溶剂需要中孔活性炭，如果煤质做到上面的指标成本比木要高。普通的煤质活性炭CTC50-70%苯吸附：20-40%木质化学法活性炭：CTC：100%-140%苯吸附：45-60%比重只有煤质的一半。　　有机废气治理　　概述　　有机废气治理是指用多种技术措施，通过不同途径减少石油损耗、减少有机溶剂用量或排气净化以消除有机废气污染。有机废气污染源分布广泛。为防止污染，除减少石油损耗、减少有机溶剂用量以减少有机废气的产生和排放外，排气净化是目前切实可行的治理途径。常用的方法有吸附法、吸收法、催化燃烧法、热力燃烧法等。选用净化方法时，应根据具体情况由县选用费用低、耗能少、无二次污染的方法，尽量做到化害为利，充分回收利用成分和余热。多数情况下，石油化工业因排气浓度高，采用冷凝、吸收、直接燃烧等方法；涂料施工、印刷等行业因排气浓度低，采用吸附、催化燃烧等方法。　　治理方法　　1、冷凝回收法：把有机废气直接导入冷凝器经吸附、吸收、解板、分离，可回收有价值的有机物，该法适用于有机废气浓度高、温度低、风量小的工况，需要附属冷冻设备，主要应用于制药、化工行业，印刷企业较少采用。　　2、吸收法：一般采用物理吸收，即将废气引入吸收液进净化，待吸收液饱和后经加热、解析、冷凝回收；本法适用于大气量、低温度、低浓度的废气，但需配备加热解析回收装置，设备体积大、投资较高。　　一般采用活性炭吸附法：通过活性炭吸附废气，当吸附饱和后，活性炭脱附再生，将废气吹脱后催化燃烧，转化为无害物质，再生后的活性炭继续使用。当活性炭再生到一定次数后，吸附容量明显下降，则需要再生或更新活性炭。　　活性炭是目前处理有机废气使用较多的方法，对苯类废气具有良好的吸附性能，但对烃类废气吸附性较差。主要缺点是运行成本较高，不适合于湿度大的环境，但就目前市场应用来说，采用活性炭吸附较为常用。活性炭采用较多为：活性炭颗粒及活性炭纤维，采用活性炭颗粒价格比较便宜，但效果差些，相比来说采用活性炭纤维价格相对高些，效果好些。　　鑫森有机气体专用活性碳：　　（一）、比表面积大，有效吸附量高。由于同样重量的鑫森活性炭的表面积是煤质活性炭颗粒的近十倍，所以需要填充的鑫森活性炭的重量非常小，然而吸附效率却非常高，根据所处理废气的有机气体含量和其它物理特性的不同，吸附效率在85％至98％之间，多级吸附工艺可以达到99.99％,远远高于普通活性碳颗粒吸附法的较高吸附率88％，而且体积及总重量也都很小。　　（二）、吸附﹑脱附行程短，速度快；脱附﹑再生耗能低。鑫森活性炭对有机气体吸附量比普通颗粒状活性炭(GAC)大几倍至几十倍，对无机气体也有很好的吸附能力，并能保持较高的吸附脱附速度和较长的使用寿命。如用水蒸气加热10-30分钟，即可完全脱附，耐热性能好，在惰性气体中耐高温1000℃以上，在空气中着火点达450℃以上。　　（三）、形状可变，使用方便。有柱状，球形颗粒，所以更换起来非常方便，不会对人体造成任何危害。　　（四）、可根据需要生产出具有特殊性能的专用活性炭；强度好，不会造成二次污染。　　3、直接燃烧法：利用燃气或燃油等辅助燃料燃烧，将混合气体加热，使有害物质在高温作用下分解为无害物质；本法工艺简单、投资小，适用于高浓度、小风量的废气，但对安全技术、操作要求较高。　　4、催化燃烧法：把废气加热经催化燃烧转化成无害无臭的二氧化碳和水；本法起燃温度低、节能、净化率高、操作方便、占地面积少、投资投资较大，适用于高温或高浓度的有机废气。　　5、吸附法：　　（1）直接吸附法：有机废气经活性炭吸附，可达95%以上的净化率，设备简单、投资小，但活性炭更换频繁，增加了装卸、运输、更换等工作程序，导致运行费用增加。　　（2）吸附-回收法：利用纤维活性炭吸附有机废气，在接近饱和后用过热水蒸汽反吹，进行脱附再生；本法要求提供必要的蒸汽量。　　（3）新型吸附-催化燃烧法：此法综合了吸附法及催化燃烧法的优点，采用新型吸附材料（蜂窝状活性炭）吸附，在接近饮和后引入热空气进行脱附、解析，脱附后废气引入催化燃烧床无焰燃烧，将其彻底净化，热气体在系统中循环使用，大大降低能耗。本法具有运行稳定可靠、投资省、运行成本低、维修方便等特点，适用于大风量、低浓度的废气治理，是目前国内治理有机废气较成熟、实用的方法

　　活性炭是一种由含碳材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达、表面积大，吸附能力强的一类微晶质碳素材料。它是一种常用的吸附剂、催化剂或催化剂载体，广泛应用于几乎所有的国民经济部门和人们的日常生活。　　活性炭分类－由于原料来源、制造方法、外观形状和应用场合不同,活性炭品种不下千种。　　按原料来源分，可分为木质活性炭(如椰壳活性炭、杏壳活性炭、木质粉炭等)、矿物质原料活性炭(各种煤和石油及其加工产物为原料制成的活性炭)、其它原料制成的活性炭(如废橡胶、废塑料等制成的活性炭)。　　按制造方法分，可分为化学法活性炭(化学炭)　　将含碳原料与某些化学药品混合后进行热处理，制取活性炭的方法叫化学法。用化学法生产的活性炭又称为化学法活性炭或化学炭。　　可以作为化学法的化学药品又称作活化剂，活化剂有氯化锌、氯化钙、碳酸钾、磷酸、磷酸二氢钾、硫化钾、硫酸、氢氧化钾、氢氧化钠、硼酸等，总之许多酸、碱、盐都可以用作活化剂，主要从活性炭的性能和经济性来考虑采用何种活化剂。　　一般说来，化学炭的孔隙中次微孔、中孔（即孔直径或孔宽大于1.5纳米的孔隙）较发达，主要用于液相吸附精制和溶剂回收的气相（蒸汽）吸附场合。　　化学法制造活性炭由于加入了化学药品在制造过程中应当极其重视环境保护以及产品中可能存在微量非原料带入的元素的影响问题。