活性炭再生行业存在问题及再生技术的立项报告

第一节  活性炭再生的简介

活性炭再生法，活性炭再生是吸附饱满的活性炭通过一定条件处理后再次活化。活性炭在环境保护，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。活性炭再生是吸附饱满的活性炭通过一定条件处理后再次活化。（立项报告）

第二节 活性炭再生的制备工艺

声波再生法

活性炭超声波再生法在活性炭的吸附表面上施加能量,使被吸附物质得到足以脱离吸附表面,重新回到溶液中去。超声再生的最大特点是只在局部施加能量,而不需将大量的水溶液和活性炭加热,因而施加的能量很小。

化学再生法

电化学再生法是将活性炭填充在两个主电极之间,在电解液中,加以直流电场,活性炭在电场作用下极化,一端成阳极,另一端呈阴极,形成微电解槽,在活性炭的阴极部位和阳极部位可分别发生还原反应和氧化反应,吸附在活性炭上的污染物大部分因此而分解,小部分因电泳力作用发生脱附。电化学法的特点是能耗低,其处理对象所受局限性较小,工艺完善,可避免二次污染。

流体再生法

超临界流体再生法在CO2的临界点附近,对氨基苯磺酸而言,CO2超临界流体法再生的最佳温度为308K,当温度超过308K时,再生不受影响;当流速大于1.47×10-4m/s时,流速不影响再生;用HCl溶液处理后,会使活性炭再生效果明显改善。对苯而言,再生效率在低压下随温度的下降而降低;在16.0MPa压力时的最佳再生温度为318K;在实验流速下,再生效率会随流速加快而提高。超临界流体再生法特点是再生效率的变化很大;对未被烘干的活性炭,则需要延长其再生时间。

氧化再生法

在高温高压的条件下,（一般温度230°C）用氧气或空气作为氧化剂,称为湿式氧化再生法。实验获得的活性炭最佳再生条件为:再生温度230°C,再生时间1h,充氧pO20.6MPa,加炭量15g,加水量300mL。再生效率达到(45±5)%,经5次循环再生,其再生效率仅下降3%。活性炭表面微孔的部分氧化是再生效率下降的主要原因。

热再生法

热再生法分为干燥、高温炭化及活化三个阶段。

在干燥阶段,主要去除活性炭上的可挥发成分。高温炭化阶段是使活性炭上吸附的一部分有机物沸腾、汽化脱附,一部分有机物发生分解反应,生成小分子烃脱附出来,残余成分留在活性炭孔隙内成为“固定炭”。在这一阶段,温度将达到800～900°C,为避免活性炭的氧化,一般在抽真空或惰性气氛下进行。接下来的活化阶段中,往反应釜内通入CO2、CO、H2或水蒸气等气体,以清理活性炭微孔,使其恢复吸附性能。

生物再生法

生物再生法是利用经驯化过的细菌,解析活性炭上吸附的有机物,并进一步消化分解成H2O和CO2的过程。生物再生法与污水处理中的生物法相类似,也有好氧法与厌氧法之分。由于活性炭本身的孔径很小,有的只有几纳米,微生物不能进入这样的孔隙,通常认为在再生过程中会发生细胞自溶现象,即细胞酶流至胞外,而活性炭对酶有吸附作用,因此在炭表面形成酶促中心,从而促进污染物分解,达到再生的目的。生物法简单易行,投资和运行费用较低,但所需时间较长,受水质和温度的影响很大。

第三节 活性炭再生法的存在问题

1)再生过程中活性炭损失往往较大;(2)再生后活性炭吸附能力会有明显下降;(3)再生时产生的尾气会造成空气的二次污染。矿晶石和海泡石，凹凸棒土等矿物晶体精制而成具有矿晶分子结构的颗粒，其孔多，孔隙大，呈晶体排列，吸附能力是普通活性炭的5000倍以上。针对车内甲醛、苯系、氨、TVOC、异味、细菌螨虫等有害物质的消毒净化功能尤为显著，同时释放氧离子，可循环使用，无二次污染。避免传统活性炭所拥有的缺点。

第四节 活性炭再生的应用范围

活性炭今天在环境保护/工业与民用方面已被大量使用，活性炭吸附是个物理过程，采用高温蒸汽将其内部杂质进行脱副，使其恢复原有活性，有明显经济效益。

工业中，在废水三级处理领域有较广泛应用。如果吸附后的活性炭无法回收，每吨废水的处理费用将会增加0.83——0.90元外，还会对环境造成二次污染。

经二级处理后的废水首先进入混合槽，然后进入凝聚槽，在氯化铁、氢氧化钙及高分子凝聚剂的作用下，使废水中的悬浮杂质微粒形成沉淀，上层的澄清水用泵送入沙滤塔过滤后，再用泵送入活性炭吸附塔。随着吸附过程的进行，活性炭的吸附能力会逐渐下降，故要定期将失效活性炭从吸附塔底部放入失效炭槽，失效的活性炭在酸洗塔间歇的用稀硫酸进行酸洗，然后送入脱水机脱水至40%-50%，脱水后的失效炭经料斗和给料器皿进入沸腾床再生炉再生。再生后的活性炭依次进入再生活性炭接受槽和再生活性炭储槽。再生活性炭从再生炭储槽送至吸附塔顶部，用来补充吸附用活性炭，再进行水的处理。再生时，失效上吸附的cod成分和其他杂质变成气体，经过脱臭炉和湿式气体洗涤器净化后由烟囱排出。

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