灰分5點至500-1500規(guī)格可定做四氯化碳30-65未碳化物1水分5
褐煤活性炭制備
褐煤活性炭是以褐煤前驅(qū)體，通過不同方法制得的一種新型活性炭，其具有成型性好，耐酸、堿，電導(dǎo)性與化學(xué)穩(wěn)定性好等特點，褐煤活性炭不僅比表面積大，孔經(jīng)適中，分布均勻、吸附速度快，而且具有多種形態(tài)?；钚蕴祭w維在催化、吸附方面表現(xiàn)出特的性能特征，加之本身所具有的孔幼構(gòu)、孔分布、微孔表面積以及表面化學(xué)等特征，使之具有的開發(fā)價值，
褐煤活性炭是由不規(guī)則的結(jié)構(gòu)與碳基組成的體系，由于其特性，與被吸附物的接觸面積大且均勻，吸附材料可以得到充分利用，褐煤活性炭吸附，且具有纖維、氈、布和紙等各種纖細(xì)的表態(tài)，孔隙直接開口在纖維表面，縮短了吸附質(zhì)到達吸附位的擴散路徑，且該材料本身的外表面積較內(nèi)表面積高出兩個數(shù)量級。納米活性碳纖維具有微孔形結(jié)構(gòu)，孔徑分布窄，特殊的細(xì)孔呈單分散分布，由不同尺寸的微細(xì)孔隙組成其結(jié)構(gòu)，中孔、小孔擴散呈現(xiàn)出多分散型分布，在各細(xì)孔結(jié)構(gòu)中的差別較大，其主要原因是由于原料的不同。在褐煤活性炭中無大孔，只有少量的過渡孔，微孔分布在纖維表面，因此吸附速率較快，褐煤活性炭的空間起大孔作用，可以對氣相與液相物質(zhì)進行較好的吸附作用，褐煤活性炭外比表面積大，吸脫速度快，為粒徑活性炭10~100倍。細(xì)孔的平均孔徑和細(xì)孔容積隨著比表面積增大而增加，吸附容量也隨之增大。
國內(nèi)褐煤活性炭再生裝置也幾乎都是多層爐。多層爐的特征是可以長時間穩(wěn)定而連續(xù)運轉(zhuǎn)，往往可連續(xù)運轉(zhuǎn)一年左右，而且能長時間在25%~的廣范圍負(fù)責(zé)范圍內(nèi)穩(wěn)定運轉(zhuǎn))。一旦多層爐開始運轉(zhuǎn)并達到穩(wěn)定狀態(tài)后，在運轉(zhuǎn)方面則幾乎不需再另外花費勞動力。雖然為預(yù)防事故、仍需進行必要的日常運轉(zhuǎn)管理，例如需定時對溫度、燃燒器的燃燒情況等進行監(jiān)測，但是諸如操作閥門及操作燃燒器等調(diào)整工作則幾乎不需進行。
褐煤活性炭的再生損失是活性炭再生爐必然存在的問題，能夠?qū)r格昂貴的活性發(fā)進行、高回收率、的再生是再生爐設(shè)備不斷研制開發(fā)的目標(biāo)和動力，通常引起褐煤活性炭再生損失的原因有三種:①活性炭在移送過程中的粉化損失。②委托再生時出現(xiàn)的裝卸搬運損失;③熱再生所造成的燃燒損失，再生損失量的多少決定了每年需要補充活性炭數(shù)量的多少，為盡可能降低再損先，除了考慮設(shè)備及再生條件之外，對再生系統(tǒng)中的活性炭的性質(zhì)也要進行充分研究，在再生系統(tǒng)中，包括粉化損失、裝卸搬運損失及炭燒損失在內(nèi)的活性。
蘭州鐵道學(xué)院主隊反進行了超聲波再生法的試驗，結(jié)果表明磁聲再生具有能耗小、工藝及設(shè)備簡單、褐煤活性炭損失小，可回收有用物質(zhì)褐煤活性炭進行再生實驗，考察了微波功率、載氣量、潔性炭量、再生時間以及再生次數(shù)等因素的影響，實驗結(jié)果表明在微波功率700W、載氣流量0.3L/min條件下，對8g的飽和活性炭進行3mn的再生處理后SO:產(chǎn)品氣濃度可達90%。
工業(yè)性再生裝置種類及其特點
對于吸附飽和的褐煤活性炭的再生方法通常有使用酸、堿的藥品再生祛以及在高溫下利用水煤氣進行活化反應(yīng)的高溫?zé)嵩偕鷥煞N。藥品再生法曾經(jīng)作為醫(yī)藥品的脫色精制及發(fā)酵液脫色活性炭的再生方法，但由于再生過程中將產(chǎn)生大量廢水，同時增加中和、生物處理等廢水處理裝置，因此這種方法的實施在對排水水質(zhì)要求嚴(yán)格的地區(qū)有一定的困難;在高溫?zé)嵩偕ㄖ校捎谖皆诨钚蕴可系挠袡C物質(zhì)被加熱分解，若直接排放將造成空氣污染，但如果通過使用二次燃燒室等必要的對策，則能夠成為環(huán)保性能的裝置。
化學(xué)法再生一般都在原炭柱內(nèi)進行，不需再生設(shè)備，本節(jié)中對工業(yè)上廣泛使用的熱再生裝置進行敘述。
20世紀(jì) 70年代中期，對活性炭熱再生裝置的技術(shù)開發(fā)取得了突破性進展，多種再生爐在各個領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。目前國內(nèi)外使用較多的再生爐型有回轉(zhuǎn)爐、多層爐、移動層爐、流態(tài)化爐等，其中回轉(zhuǎn)爐與多層爐適用于大規(guī)模再生處理，其設(shè)備結(jié)構(gòu)、工藝控制都與顆?；钚蕴恐圃旃に囍械幕罨癄t相似，而流態(tài)化爐再生設(shè)備是近年來出現(xiàn)的。
1.回轉(zhuǎn)爐
回轉(zhuǎn)爐的大特征是物料容易從爐中全部卸出，因此進行活性炭再生的企業(yè)為了承擔(dān)不同種類活性炭的再生作業(yè)，大多采用回轉(zhuǎn)設(shè)備爐進行再生?；剞D(zhuǎn)爐爐腺有一段式和兩段式兩種形式，加熱方式則有內(nèi)熱式、外熱式和內(nèi)外兼熱式三種。其中內(nèi)熱式雖然可制造大型設(shè)備，一次性處理量大，但其結(jié)構(gòu)不密封，而且難以控制高溫?zé)煹罋饬髁?、溫度等參?shù)，使得活性炭的燃燒損失非常大:外熱式回轉(zhuǎn)爐由于是從爐體外側(cè)加熱，為了將熱量傳遞給活性炭，爐體只能采用耐熱金屬板制成，因此制造大型設(shè)備工藝較為困難，但是小型外熱式回轉(zhuǎn)爐完全可以滿足日生產(chǎn)量為300kg這樣小規(guī)模生產(chǎn)的需要。
整個再生系統(tǒng)主要由特殊耐熱不銹鋼筒體、爐體、給料出料裝置、機械傳動部分、保溫部分和控制系統(tǒng)等構(gòu)成。它的優(yōu)點是既可用作再生爐亦可用作活化爐，對物料適應(yīng)性強，設(shè)備故障低，連續(xù)進出料的特點使其處理量大。
褐煤活性炭酸堿藥劑再生
褐煤活性炭的吸附主要包括可逆吸附(又稱物理吸附)和不可逆吸附(又稱化學(xué)吸附)?；瘜W(xué)吸附是指吸附質(zhì)分子與活性炭表面的官能團發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成圾為穩(wěn)定的化學(xué)鍵，因此吸附質(zhì)與活性炭結(jié)合牢固，不易脫除，使用酸堿再生的目的就是降低吸附質(zhì)與活性炭的親和力，增加吸附質(zhì)的溶解度從而達到良好的再生效果。酸堿再生法相較于熱再生法有許多優(yōu)點:①可在現(xiàn)場進行。無需卸載、運輸、再包裝的操作;②由于不經(jīng)過熱解步驟，炭損失幾乎沒有:@可回收有價值的吸附質(zhì);④用適當(dāng)回收方法可將化學(xué)再生劑加以重復(fù)使用，酸堿再生法有針對性地選用酸、堿浸洗活性炭(同時輔以加溫，攪拌)。使之與吸附質(zhì)反應(yīng)生成可溶性鹽類，從炭表面脫附達到使炭再生的目的，就再生機理而言，一方面酸堿改變了溶液pH值，可增大活性炭中被脫除物的溶煉度，從而使吸附的物質(zhì)從炭中脫出;另一方面，酸堿可直接與吸附質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成易溶于水的鹽類。該法特別適用于吸附量受pH值影響很大的場合，再生處理后用水將活性炭洗凈即可重新投入吸附應(yīng)用。此法可直接在活性炭吸附裝置中進行再生，設(shè)備和運行管理均較方便，而且再生，炭損失小。但由于活性炭的物理吸附和化學(xué)吸附同時存在，隨著再生次數(shù)增加，再生炭的吸附率仍會漸次降低。
褐煤活性炭的再生系統(tǒng)
水處理用褐煤活性炭經(jīng)過干燥、炭化(熱解)與活化這三個步驟使吸附質(zhì)轉(zhuǎn)化為固定碳后被除去，從而實現(xiàn)再生的目的。根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗，整個再生過程一般需要約30min，其中前15min為干燥時間，在這段時間內(nèi)炭中的水分或者一部分低沸點有機物將被脫除;之后5min是吸附質(zhì)的炭化(即高溫?zé)峤?階段，另有一部分揮發(fā)性吸附質(zhì)在這段時間內(nèi)亦將逸出;在后10min內(nèi)被吸附物質(zhì)產(chǎn)生的固定碳與活化氣體反應(yīng)，使活性炭的孔徑重新開放，從而使吸附性能得到恢復(fù)。
典型水處理廠褐煤活性炭的熱再生過程是從接觸器把呈漿狀的失效炭輸送到脫水排水箱，經(jīng)120℃干燥脫水后將其轉(zhuǎn)移至一個有空氣的氣壓控制的。
褐煤活性炭再生條件
干燥和炭化階段也在一定程度上影響了再生效果，特別是炭化階段若開溫速度過快則對活性炭的活化階段有非常不利的影響，回轉(zhuǎn)再生裝置所得的再生活性炭的性質(zhì)狀態(tài)的變化。
褐煤活性炭物理法工藝過程及生產(chǎn)裝置
一、物理法的基本工藝過程
物理法制造褐煤活性炭的基本工藝流程是粉狀活性發(fā)生產(chǎn)流程，是無定形活性炭和成型活性炭生產(chǎn)流程。
由此可看出，物理法活性炭生產(chǎn)工藝大致包括以下主要工段，原料處理工段、活化工段、后處理工段和成品工段。
二、物理法工藝過程及相應(yīng)生產(chǎn)裝置
1.原料預(yù)處理工段
由于制備褐煤活性炭的原料種類很多，有木質(zhì)原料、煤質(zhì)原料、人造材料和工業(yè)廢料等，不同原料有不同的物理化學(xué)性質(zhì)，包括不同的粒徑、粒徑分布和灰分、揮發(fā)分含量等，因此針對不同原料也需要進行不同的預(yù)處理。
預(yù)處理的目的有三個，是可以使得原料的外觀和粒度較適合炭化、活化設(shè)備，并滿足使用者對產(chǎn)品的要求;第二是可以除去大部分對活化反應(yīng)和產(chǎn)品性能不利的雜質(zhì);第三是可以盡可能減小原料發(fā)生石墨化的趨勢，從而有利于得到吸附性能優(yōu)良的活性炭產(chǎn)品。
為得到合適粒度的原料并除去雜質(zhì)，可采用破碎、篩分、揚析和除鐵等工藝過程，并根據(jù)不同原料的特性選用相應(yīng)的礦石、糧食或者飼料加工設(shè)備。
因此可以通過控制溫度來控制活性炭產(chǎn)品的孔隙分布，從而制備具有不同用途的活性炭產(chǎn)品。一般而言，水蒸氣活化法的活化溫度控制在800~950℃.煙道氣活化的溫度控制在900~950℃，空氣活化的溫度控制在600℃左右。此外，對于不同的原料，活化溫度的影響也有區(qū)別。例如有研究發(fā)現(xiàn)，以泥發(fā)為原料生產(chǎn)活性炭時，較高的活化溫度(1040℃)反而有利于提高微孔含量，低溫卻有利于中大孔的形成[28]。因此在生產(chǎn)過程中，應(yīng)根據(jù)原料、所制備活性炭的用途以及所采用的活化劑來確定活化溫度。
活化時間
在活化條件下，氣體活化按照造孔一擴孔步驟進行，即先開始在炭化料肉部形成大量的微孔，相鄰碳微晶之間原本閉塞的微孔也被打開，從而使活性發(fā)比表面積增大，吸附能力增強，而隨著反應(yīng)的進一步進行，碳微晶層面上的碳開始被消耗，使微孔變大、塌陷，直到相鄰微孔之間的孔壁被完全燒蝕形成中大孔結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致活性炭比表面積降低。由于反應(yīng)速率隨溫度變化而變化，不同原料的活化難易程度也不一樣，因此若活化溫度較低或者原料活化反應(yīng)性較差時，活化時間應(yīng)適當(dāng)延長，反之亦然。
褐煤活性炭添加量
添加量是影響褐煤活性炭液相吸附性能的一個重要因素。增大活性炭的添加量。有助于增加吸附活性位。提高吸附效果，但是也會增加吸附過程中的吸附阻力。因此，要確定合理的添加量，大限度地發(fā)揮活性炭的吸附性能，達到理想的吸附效果。
佳添加量可以通過實驗研究確定，但實踐證明，生產(chǎn)過程中的實際使用量通常比實驗室獲得的添加量要少，原因尚不明確，需要進一步研究。因此，對于褐煤活性炭添加量的確定，通常是根據(jù)實踐經(jīng)驗來確定。由于每次使用的工況不一樣，且每批活性炭的性能也不同，這就需要構(gòu)建一個
實驗研究和實踐使用之間的比例關(guān)系，同時輔以操作者的成熟經(jīng)驗。一般來說，在添加炭樣5~10min 后進行取樣觀察，判斷是否正確。時間
脫色或精制所需的時間，受許多因素影響，如炭的粒度、炭的用量、液體溫度和黏度等，一般需要10~60min。炭越細(xì)或用炭量越多則時間越短，當(dāng)液體黏度大或用炭量很少時則時間就長些。對給定的色素和給定的活性炭種類，在同一條件下，隨著時間的延長，單位質(zhì)量的活性炭對色素的吸附變化并不大。表5-1為三種色素在溶液的平衡濃度為0.1mmol/L時，在25℃時，活性炭對色素的吸附量隨時間變化的情況。
褐煤活性炭在食品工業(yè)中的應(yīng)用
蔗糖
我國是世界第四大產(chǎn)糖國，每年的食糖總產(chǎn)量約為1300t。澄清工藝是制糖生產(chǎn)的環(huán)節(jié)，也是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對于提高產(chǎn)品質(zhì)量和糖分回收具有重要作用。吸附脫色是一種重要的澄清工藝。在活性炭未出現(xiàn)時，主要是用骨炭來處理。骨炭是由牛骨干燥破碎后，于600~850℃下隔絕空氣干餾制得，收率為65%左右。由于骨炭的灰分含量大，含碳量低，脫色效果比較差。之后逐漸被褐煤活性炭所取代。
從20世紀(jì)初成功制造褐煤活性炭開始，首入應(yīng)用領(lǐng)域的是蔗糖脫色精制，蔗液的精制有許多步驟。以石灰來澄清，再濃縮結(jié)晶出初步精制的糖，稱粗糖，純度約96%。經(jīng)洗滌的結(jié)晶再溶解在水中，成為50%~60%的糖液，再下一個步驟就是澄清，主要是加入石灰使糖液成微堿性，再用磷酸中和，生成的磷酸鈣可吸附雜質(zhì)，用過濾法除去，然后用活性炭脫色。
我 國蔗糖盛產(chǎn)于華南地區(qū)，其生產(chǎn)方法很少采用由紅糖加工精制成白糖，所以沒有大量使用骨炭或褐煤活性炭。糖廠都采用二氧化硫漂白，將色素還原，這就有可能在以后同空氣接觸的過程中，顏色會泛黃，但大部分的有色膠體都能被所形成的亞硫酸鈣吸附除去。不過當(dāng)糖色重時，以活性炭脫色還是很必要的，并還有脫臭作用。而二氧化硫漂白，既不環(huán)保又對人體有危害，應(yīng)加以改進。
利用活性炭脫色時，糖液的pH值至關(guān)重要。偏酸性時易引起糖的轉(zhuǎn)化，但脫色效果好，因此控制pH=7為佳。糖液稀有利脫色。
