活性炭的吸附可分為物理吸附和化學(xué)吸附。
物理吸附主要發(fā)生在活性炭去除液相和氣相中雜質(zhì)的過程中?;钚蕴康亩嗫捉Y(jié)構(gòu)提供了大量的表面積,從而使其非常容易達到吸收收集雜質(zhì)的目的。就象磁力一樣,所有的分子之間都具有相互引力。正因為如此,活性炭孔壁上的大量的分子可以產(chǎn)生強大的引力,從而達到將介質(zhì)中的雜質(zhì)吸引到孔徑中的目的。必須指出的是,這些被吸附的雜質(zhì)的分子直徑必須是要小于活性炭的孔徑,這樣才可可能保證雜質(zhì)被吸收到孔徑中。這也就是為什么我們通過不斷地改變原材料和活化條件來創(chuàng)造具有不同的孔徑結(jié)構(gòu)的活性炭,從而適用于各種雜質(zhì)吸收的應(yīng)用。
除了物理吸附之外,化學(xué)反應(yīng)也經(jīng)常發(fā)生在活性炭的表面?;钚蕴坎粌H含碳,而且在其表面含有少量的化學(xué)結(jié)合、功能團形式的氧和氫,例如羧基、羥基、酚類、內(nèi)脂類、醌類、醚類等。這些表面上含有地氧化物或絡(luò)合物可以與被吸附的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而與被吸附物質(zhì)結(jié)合聚集到活性炭的表面。取一個典型的例子:水處理過程中活性炭可以與水中的亞氯酸鹽發(fā)生反應(yīng)使亞氯酸鹽變成氯離子形式,從而達到去除水中亞氯酸鹽的目的,使水不再有令人反感的味道和氣味。
果殼活性炭常用的活化爐的種類:
(1) 斯列普爐:又稱鞍式爐,因其活化帶的耐火磚是馬鞍型,原為法國專利,20世紀(jì)50年代由原蘇聯(lián)引進我國。后經(jīng)一系列改進,成為我國目前生產(chǎn)顆粒狀活性炭的最主要爐型。
活化氣體:水蒸氣。
主要優(yōu)點:連續(xù)生產(chǎn)、產(chǎn)量大、質(zhì)量高、過熱蒸汽溫度高、穩(wěn)定、不需外部供熱。
主要問題:對原料要求高、造價高、技術(shù)要求高、維修費用大。
(2) 燜燒爐:
活化氣體:燃煤所產(chǎn)生的高溫?zé)煹罋狻?/span>
主要優(yōu)點:簡單投資省。
主要問題: 耗燃料多、活化不均勻、勞動強度大、粉塵大。
(3) 土耙爐:
活化氣體:水蒸氣(空氣)
主要優(yōu)點:最簡易爐型。
主要問題:得率低、質(zhì)量不高、原始作坊式、污染環(huán)境。
(4) 多管爐:
活化氣體:水蒸氣
主要優(yōu)點:不需燃料、穩(wěn)定、易控制、產(chǎn)量較大。
主要問題:活化不均勻、炭質(zhì)量不高、過熱蒸汽溫度低、耐火管易損壞、投資較大。
(5) 回轉(zhuǎn)爐:
活化氣體:煙道氣、水蒸氣
主要優(yōu)點:連續(xù)操作、活化較均勻、適合生產(chǎn)氣相活性炭。
主要問題:設(shè)備龐大、熱效率差、耗燃料、成品質(zhì)量較低。
(6) 沸騰爐
活化氣體:空氣、水蒸氣。
主要優(yōu)點:氣固接觸好、活化均勻、機械化占地面積小。
主要問題:間歇生產(chǎn)、易結(jié)渣影響正常操作、耗燃料。
(7) 多層耙式爐
活化氣體:煙道氣、水蒸氣。
主要優(yōu)點:國外引進大型設(shè)備、活化強度大、產(chǎn)量大。適應(yīng)多種產(chǎn)品。
主要問題:投資大、技術(shù)要求高、操作費用較高。
此外,還有多管沸騰爐、外溢流式沸騰爐、旋流噴動活化爐、隧道窯活化爐、斜板式活化爐、等。
木質(zhì)活性炭活化爐:活化爐的型式很多。國外活性炭制造工廠采用的爐型主要有豎爐、轉(zhuǎn)爐和流化床爐等。
(1) 豎爐:原由幾個簡單垂直的燃燒室構(gòu)成,室壁砌以耐火磚。后來改進混料,又設(shè)法控制爐內(nèi)氣流的方向、速度和溫度。該爐還可用來再生回收炭。
(2) 轉(zhuǎn)爐:是最通用的臥式活化爐。
(3) 流化床爐:又稱沸騰床爐,是固體粒子補充流體吹成懸浮狀態(tài),氣固之間傳熱、傳質(zhì)速率快,但粒子磨損大,以前常以間歇法生產(chǎn)粉炭,現(xiàn)已民展成連續(xù)生產(chǎn),并能制成而磨的粒炭。
使用活性炭應(yīng)該注意一下幾點:
1.使用前要清洗去除粉塵,否則這些黑色的粉塵可能暫時會影響水質(zhì)的清潔度。但建議不要直接用新鮮的自來水沖洗,因為活性炭的多孔隙一旦吸附大量自來水中的氯以及漂白粉,在隨后放置到過濾器中使用時對水質(zhì)造成的破壞,相信勿需我多言。
2.靠平時簡單的清洗,是無法將活性炭的多孔隙中堵塞的雜物清潔干凈的。所以,務(wù)必定期更換活性炭,以免活性炭因“吸附飽和”而失去功效。且更換的時機最好不要等它失效以后再更換,如此方可確保活性炭能不斷地把水族箱水質(zhì)中的有害物質(zhì)去除。建議每月更換1-2次!
3.活性炭的處理水質(zhì)的效率與其處理用量相關(guān),通常為“用量多處理水質(zhì)的效果也相對好”。
4.定量的活性炭被使用后,在使用初期應(yīng)該經(jīng)常觀測水質(zhì)的變化,并留意觀測結(jié)果,以作為多長時間活性炭失效而更換的時間判斷依據(jù)。
5.在使用治療魚病的藥劑時,應(yīng)該暫時將活性炭取出,暫停使用。以免藥物被活性炭吸附而降低治療效 。