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挥发性机物vocs治理之活性炭来源

文章来源:http://www.shtaijiang.cn 发布时间:2021-01-11 浏览次数:14

概述

就活性炭而言,这种功能材料的孔隙结构非常独特,而且还具有较为特殊的表面活性官能团,拥有非常稳定的化学性质,它能够耐碱、酸以及热,不能溶于有机溶剂一级水,在使用过程中如果失效了还能够再生,所以在化工、废水处理、食品加工、废气处理以及军事化学防护中得到了广泛的运用。眼下颗粒状活性炭的运用范围比较广泛,此种活性炭的吸附能力非常强大,而且它的吸附容量也是相当可观,只需要较为简单的制造工艺、产量比较大,在废气处理的过程中的运用潜力非常大,但也存在着吸附效率随活性炭运行时间增长而显著下降,脱附再生时间较长,气流与活性炭接触不充分,因连续运行的要求导致备用设备的增加等瓶颈问题。

1.活性炭的原料

活性炭是一种主要成分为碳,含少量氧、氢、硫、氮、氯的物质,是用木材、煤、果壳、骨、石油残渣等制成的多孔状碳化物。其外观呈黑色,有极丰富的孔隙构造,具有良好的吸附特性,是一种常用的吸附剂、催化剂或催化剂载体。

对活性炭产品而言,它自身的性能会受到相关原料的极大影响。从上世纪初的发展来看,人们已发现木炭具备较强的气体吸附能力,其后相关专家学者深入地探讨了多孔碳材料,其中以活性炭为代表。从制备活性炭所需要的相关原料分, 极大地拓展了原本的木炭范围,很好地拓展到了煤沥青、煤、石油焦、工业废渣、果壳以及废轮胎等富碳原料。

2.植物系资源

我国有着辽阔的地域,而且各个地区都有着独特的自然资源,这样以来,使得我国能够找到制备活性炭的多种类型的原料以及品种。从当前来看,重点涵盖了果壳、果核、纸浆废液、木屑、木炭、农业生产中的副产品因加工废料等。

可以运用木炭以及木屑为原料,从而制成相应品种的活性炭,通常情况下它被用在医用针剂脱水提纯、废气净化剂以及工业脱色等范围内;以果核以及果壳为原料制备的活性炭,有着较高的机械强度以及较好的表面性能,通常情况下被用来当成在工业生产上相关的催化剂载体。而且它还能够将农业生产中的相关废料当成原料,将其进行加工,从而生产出多种类型的活性炭产品,这些原料不存在毒害以及副作用,通常被用在医疗针剂脱色提纯用活性炭、食品领域中的制糖以及味精脱色等。运用植物为制造活性炭产品的原料,不仅拓宽了制备活性炭的原料来源, 而且减轻了农产品加工及工业生产中产生的废物对环境造成的污染,既保护环境, 又符合目前经济发展的强烈需求。

煤系原料

在研究活性炭时要注意到,国内外的煤储量巨大,可以被用来生制成优质的、诸多种类的活性炭,而且煤炭已成为了生产活性炭的最重要的一种生产原料。从当前世界范围内来看,以煤为生产活性炭的原料而生产出来的活性炭超过了全球活性炭总产量的 60%。从理论上来讲,任何种类的煤都能够当成生产活性炭的相关原料,然而产品却表现出不同的特性。例如,如果煤种的煤化水平较高,则以它为原料而制备的活性炭的微孔系统比较发达,而且中孔比较少。如果煤种的煤化程度比较低,则以此为原料而制成的活性炭,通常情况下都有着较为发达的中孔系统,而且微孔的数量比较少[。

3.石油系资源

就石油原料而言,它主要是指在炼制石油时有效地利用它的下脚料,开展资源再生活动。将石油类资源当成制备活性炭的原料,眼下国内在这方面的研究还显得不够先进,而且还需要相当时间的研究才能进行工业生产。以石油类原料而制备的活性炭产品,特别是活性炭纤维以及球炭,在医疗行业、环境保护及工业生产中都有着良好的发展以及应用前景[11]。

4.高分子类工业废料

此类原料重点指的是包括了聚丙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、酚醛树脂以及聚碳酸脂等在内的工业回收废料。例如,分别以聚乙烯[16]以及 ZnCl2 作为为原料和活性剂,进行无氧活化的温度控制在 450-730℃以内,所获得的活性炭在实际吸附碘物质的容量方面为:大于等于 0.48mg/cm3,此外它还可以被用在双层电容器中。将相应的高分子材料当成制备活性炭的原料,能够很好地便于工业废料的再生以及利用,例如塑料以及橡胶等,这些都可能会变成处理废料的新方法。

5.其它

蔗糖、糖蜜、动物骨以及动物血等物质都能够成为制备活性炭所必需的生产原料[17]。例如山东某家工厂就运用动物骨制胶的下脚料,成功地制作出了骨炭,并在国际市场获得良好的反响。波兰则对生产抗坏血酸时所形成的废料开展了有针对性的化学活化以及炭化操作,这样就能够生产出中孔和微孔都非常发达的活性炭, 它能够高效地吸附液体、气体等。


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