几种活性炭再生方法的特点VIP免费

基金项目:云南省自然科学基金项目(编号:2004B0012M)作者简介:李惠民,环境科学与工程学院环境工程专业2004级硕士研究生。研究方向:有机废气吸附处理方法研究收稿日期:2006-07-17几种活性炭再生方法的特点李惠民,邓兵杰,李晨曦(昆明理工大学环境科学与工程学院,云南昆明650093)摘要:介绍了几种主要的活性炭再生方法:热再生法、湿式氧化再生法、溶剂再生法、电化学再生法、超临界流体再生法、微波辐照再生法,指出了各种活性炭再生法的特点;评述了各种再生法的优点和缺点。关键词:活性炭;吸附;再生中图分类号:TQ42411文献标识码:A文章编号:1671-9905(2006)11-0021-04活性炭具有高度发达的孔隙结构和极大的比表面积,无毒无味,对分子具有极强的吸附能力,是一种优良的吸附剂,在石化、电力、化工、食品、黄金等行业众多领域都有广泛应用。20世纪60年代初,欧美各国开始大量使用活性炭吸附法处理城市饮用水和工业废水。到20世纪70年代,粒状活性炭处理工业废水工艺开始得到应用,此后,无论是在技术上,还是在应用范围及处理规模上,活性炭吸附法处理工业废水工艺都取得了很大发展[1]。与此同时,活性炭的消耗量也迅速增加,截至1997年底,世界活性炭消耗量达65万t;而到2004年,已经超过70万t,并以每年15%的速度递增[2]。在活性炭的应用过程中产生的大量废碳如不进行处理并回收利用,不仅会造成资源的浪费,还会对环境造成二次污染。因此,无论从经济效益还是从环保角度考虑,选择合适的活性炭再生技术都很有必要。活性炭的再生就是用物理或化学方法在不破坏其原有结构的前提下,去除吸附于活性炭微孔的吸附质,恢复其吸附性能,以便重复使用的过程。基于对活性炭的再生进行的大量研究,国内外学者提出了各种活性炭再生工艺技术,如加热再生法[3~5]、湿式氧化再生法[6~9]、溶剂再生法、电化学再生法[10~11]、超临界流体再生法[12~14]、微波辐照再生法[15~20]等。这些方法各有其特点和使用范围,应根据实际使用对象进行比选,确定经济有效的方法。1热再生法活性炭高温热再生方法是通过加热对活性炭进行热处理,使活性炭吸附的有机物在高温下炭化分解,最终成为气体逸出,从而使活性炭得到再生。高温热再生在除去炭吸附的有机物的同时,还可以除去沉积在炭表面的无机盐,而且使炭的新微孔生成,使炭的活性得到根本的恢复。热再生法是目前工艺最成熟,工业应用最多的活性炭再生方法。加热再生法再生效率高,再生时间短,应用范围广,但热再生过程中炭损失较大,一般在5%~10%,再生炭机械强度下降。另外在热再生过程中,须外加能源加热,投资及运行费用较高。任何活性炭高温加热再生装置都需要解决如何防止炭粒相互粘结,烧结成块并造成局部起火或堵塞通道,甚至导致运行瘫痪的现象。2湿式氧化再生法211湿式空气氧化再生法湿式氧化再生法是指在高温高压的条件下,用氧气或空气作为氧化剂,将处于液相状态下活性炭上吸附的有机物氧化分解成小分子的一种处理方法。湿式氧化再生活性炭技术是20世纪70年代发展起来的一种新工艺,主要在美国和日本研究较多。Ding等研究了粉末活性炭的湿式氧化再生过程中温度、再生时间、活性炭上吸附质等条件对再生过程的影响。Gitchel等对湿式氧化再生后的活性炭进行了深入的研究。Chrest及Chornet研究了湿式氧化活性炭再生过程的动力学。Mudale等对再生过程中的反应步骤及控速步骤进行了详细的研究。同济大学环境学院以苯酚吸附等温线为评价标准,系统地研究了活性炭湿式氧化过程中的主要影响因素,并从理论上探讨了其规律性,考察了饱和炭多次第35卷第11期2006年11月化工技术与开发Technology&DevelopmentofChemicalIndustryVol.35No.11Nov.2006循环再生的可能性。湿式氧化技术要在高温高压的条件下进行,再生条件一般为200~250e,3~7MPa,再生时间大多在60min以内。该技术具有投资少、能耗低、工艺操作简单、再生相对效率高、活性炭损失率低、过程无二次污染、对吸附性能影响小等特点,但该技术通常用于再生粉末活性炭,适宜处理毒性高,生物难降解的吸附质。温度和压力须根据吸附质的特性而定,因为这直接影响炭的吸附性能恢复率和炭的损耗。这种方法的再生系统附属设施多,操作较麻烦。212催化湿式氧化法湿式氧化法...