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宁夏活性炭的新型再生方法

2020-09-17 10:19:51

1、微波辐射再生法

微波辐射再生法是采用热再生法的原理而逐渐发展起来的活性炭再生方法。宁夏活性炭所吸附的吸附质中大多数是强极性物质,它们比宁夏活性炭吸收微波的能力强,因此可以用热解吸的方法来再生。吸附的极性分子,由于微波辐射诱导而极化,相互碰撞、摩擦产生高热量,从而将微波能量转化为热能。被吸附的水和有机分子受热挥发和炭化,孔道重新打开,恢复吸附活性。同时,活性炭本身吸收微波而升温,因温度过高而燃烧,导致燃烧失去一部分炭,炭孔径扩大。 

微波再生方法的特点是加热时间短、再生效率高,同时因为加热过程中是进行选择性加热,能耗很低。然而,微波再生方法还不够成熟,很多重要问题需要亟待解决:①微波加热的机理研究不够深入,需要建立模型,获得更均匀的微波场;②微波发生器大多由家用微波炉改装,专业的微波再生加热装置亟待设计和开发。


2、超临界流体再生法

超临界流体(SCF)的优点是密度大,溶解度大,传质速率高,扩散性能好,表面张力小。吸附的有机物非常容易溶于SCF溶剂。通过改变温度和压力,可以有效地将有机物与SCF分离,达到活性炭再生的目的。

超临界流体(SFE)法再生活性炭中,最常用的超临界流体为超临界CO2。该法对吸附类型是化学吸附的有机物再生效率不高,同时对工艺的技术及设备材料的要求比较高,投资费用大。该方法的研究还大都处于实验室规模,离实现工业化还有一定差距。


3、电化学再生法

电化学再生法是一种的新型宁夏活性炭再生方法,近几年研究非常活跃。在两电极之间,填充吸附饱和后的活性炭,同时加入一定的电解液,通入直流电场,活性炭在电场作用下极化,一端呈阳极,另一端呈阴极,形成微电解槽,分别发生还原反应和氧化反应,吸附在宁夏活性炭上的大部分污染物发生分解,小部分发生脱附。该方法操作简单、效率高、能耗低,处理对象相对广泛。 


宁夏活性炭性能

宁夏活性炭用木屑、果壳、褐煤等含碳物质为原料,经碳化和活化制成。有粉状(粒径为10~50微米)和颗粒状(粒径为0.4~2.4毫米)两种。通性是多孔,比表面积大。总表面积达每克500~1000米2。主要性能参数是吸附容量和吸附速率。吸附容量是单位重量活性炭达到吸附饱和时能吸附的溶质量,和原料、制造过程及再生方法有关。吸附容量越大,所用宁夏活性炭量越省。吸附速率是指单位重量活性炭在单位时间内能吸附的溶质量。因吸附有选择性,性能参数应由实验测定。颗粒活性炭要有一定的机械强度和粒径规格。 活性炭不断吸附水中溶质,直到吸附平衡即溶质浓度不再改变时为止。一定温度下,达到吸附平衡时,单位重量宁夏活性炭所吸附的溶质重量和水中溶质浓度的关系曲线,称为吸附等温线。曲线常用弗罗因德利希公式表示:   X/M=kC1/n式中X为活性炭吸附的溶质量;M为所加活性炭重量;C为达到吸附平衡时,水中溶质浓度;k和n为试验得出的常数。


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