特种活性碳主要用途﹕
1.用于液相吸附类活性碳
•自来水，工业用水，电镀废水，纯净水，饮料，食品，医药用水净化及电子超纯水制备。
•蔗糖、木糖、味精、药品、柠檬酸、化工产品、食品添加剂的脱色、精制和去杂质纯化过滤
•油脂、油品、汽油、柴油的脱色、除杂、除味、酒类及饮料的净化、除臭、除杂
•精细化工、医药化工、生物制药过程产品提纯、精制、脱色、过滤。
•环保工程废水、生活废水净化、脱色、脱臭、降COD
2.用于气相吸附类特种活性碳
•苯、甲苯、二甲苯、丙酮、油气、CS2等有机溶剂吸附与回收。
•香烟过滤嘴、装修除味、室内空气净化（甲醛，苯等的去除），工业用气的净化（如CO2、N2等)
•石化行业生产、天然气净化、脱硫、除臭、废气的治理
•生化、油漆工业、地下场所、皮革工厂、动物饲养场所的空气净化、脱臭。
•烟道气的臭气吸附、硫化物吸附，汞蒸汽的去除，降低戴奥辛的生成。
3.用于高要求领域特种活性碳
•催化剂及催化剂载体（钯炭催化剂、钌炭催化剂、铑炭催化剂、铂炭催化剂），贵重金属催化剂及合成金刚石、黄金提取。
•血液净化、汽车炭罐、燃料电池、双电层超级电容器、锂电池负极材料、贮能材料、军事、航天等高要求领域。
特种活性炭再生技术的发展
随着特种活性炭的应用范围日趋广泛,活性炭的回收开始得到了人们的重视。如果用过的活性炭无法回收,除了每吨废水的处理费用将会增加外，还会对环境造成二次污染。因此,特种活性炭的再生具有格外重要的意义。
1传统特种活性炭再生方法
1.1热敏再生法
热敏再生法是目前应用多,工业上成熟的活性炭再生方法。处理有机废水后的活性炭在再生过程中,根据加热到不同温度时有机物的变化,一般分为干燥、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800～95000°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,活化阶段是整个再生工艺的关键。热再生法虽然有再生、应用范围广的特点,但在再生过程中,须外加能源加热,投资及运行费用较高。
1.2胜坨再生法
胜坨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。
1.3脱硫还原再生法
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,称为湿式氧化再生法。实验获得的活性炭佳再生条件为:再生温度230°C,再生时间1h,充氧pO20.6MPa,加炭量10g,加水量300mL。再生效率达到(45±5)%,经2次循环再生,其再生效率仅下降1%。活性炭表面微孔的部分氧化是再生效率下降的主要原因。
传统的活性炭再生技术除了各自的弊端外,通常还有三点共同的缺陷:(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。因此,人们或对传统的再生技术进行改进,或探索全新的再生技术。
2目前新兴的活性炭再生技术
2.1溶解再生法
溶解再生法是利用活性炭、溶剂与被吸附质三者之间的相平衡关系,通过改变温度、溶剂的pH值等条件,打破吸附平衡,将吸附质从活性炭上脱附下来。
溶解再生法比较适用于那些可逆吸附,如对高浓度、低沸点有机废水的吸附。它的针对性较强,往往一种溶剂只能脱附某些污染物,而水处理过程中的污染物种类繁多,变化不定,因此一种特定溶剂的应用范围较窄。
2.2电泳学再生法
电泳学再生法是一种正在研究的新型活性炭再生技术。该方法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。该方法操作方便且、能耗低,其处理对象所受局限性较小,若处理工艺完善,可以避免二次污染。
实验结果表明,电化学再生活性炭具有较高的再生效率,可达到90%。此外,对工艺参数的研究表明,再生位置是活性炭再生工艺中重要的影响因素,电解质NaCl浓度是较重要的影响因素,再生电流和再生时间对活性炭的电化学再生也有一定的影响。
2.3洁净再生法
据近的研究资料表明,在CO2的临界点附近,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。对氨基苯磺酸而言,CO2超洁净法再生的佳温度为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。
2.4滤波波再生法
由于活性炭热再生需要将全部活性炭、被吸附物质及大量的水份都加热到较高的温度,有时甚至达到汽化温度,因此能量消耗很大,且工艺设备复杂。其实,如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,重新回到溶液中去的能量,就可以达到再生活性炭的目的。超声波再生就是针对这一点而提出的。超声再生的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。
研究表明经滤波再生后,再生排出液的温度仅增加1～3℃。每处理1L活性炭采用功率为50W的超声发生器120min,相当于每m3活性炭再生时耗电100kWh,每再生一次的活性炭损耗仅为干燥质量的0.6%～0.8%,耗水为活性炭体积的10倍。但其只对物理吸附有效,目前再生效率仅为45%左右,且活性炭孔径大小对再生效率有很大影响。
2.5微波辐照再生法
微波辐照再生法是在热再生法基础上发展起来的活性炭再生技术。其原理是以电为能源,利用微波辐照加热实现再生。试验中的佳再生效率出现在功率为HI(W),辐照时间约为80s时。比较极差S可知,对再生后活性炭碘值恢复影响大的是微波功率,其次是辐照时间,后是活性炭的吸附量。微波辐照法再生活性炭的时间短。能耗低、设备构造简单,具有较好的应用前景。然而,在微波加热使有机物脱附过程中,是否有其它的中间产物产生等问题还有待于进一步研究。
2.6催化湿式氧化法
传统湿式氧化法再生效率不高,能耗较大。再生温度是影响再生效率的主要原因,但提高再生温度会增加活性炭的表面氧化,从而降低再生效率。因此,人们考虑借助催化剂,采用催化湿式氧化法再生活性炭。同济大学水环境控制与资源化研究国家实验室的科研人员正在开展此方面的研究。随着可持续发展观念的深入人心,活性炭再生工艺与技术日益得到人们的重视。一些传统的活性炭再生技术与工艺在近几年有了新的改进与突破。同时新再生技术也在不断涌现。虽然这些新兴技术在工艺路线上还不成熟,目前尚无法投入工业使用。但它们的出现为活性炭的再生带来了新思路与新探讨。
特种活性炭适用范围：五大领域概述
一、环境保护
特种活性炭是环保领域使用多的材料之一，主要用于大气污染控制、水处理和危险废物管理。它可以吸附二氧化硫、氮氧化物、苯系物质、甲烷、氨气等有害气体，同时可净化水中的重金属、有机物等污染物。其中特别适用于环保工艺中的脱硫、脱硝、除臭、除氯等方面。
二、工业领域
特种活性炭在工业化工领域也有广泛的应用，主要用于催化剂、吸附剂和分离膜材料等方面。它可以用于制备电池、印染、颜料、涂料、香料等化工产品，还可以用于分离高分子物质、有机化合物等混合物。
三、酒水领域
特种活性炭在食品领域也有着重要的应用，主要用于食品加工中的脱色、脱臭、除味等方面。它可以用于糖化醇、食用油、葡萄酒、啤酒、果汁等食品的净化处理，还可以用于去除海鲜等食品中的异味。
四、抗生素领域
特种活性炭在医药领域也有广泛的应用，主要用于医药制品的分离、纯化、脱色和脱臭等方面。它可以用于制备口腔治疗药品、肠胃道药品、抗感染药物等医药制品。此外，特种活性炭还可以用于净化血液，是医学研究和临床治疗中的重要材料。
五、五金精炼领域
特种活性炭在冶金领域也有很广泛的应用，主要用于金属冶炼和精炼过程中的脱氧、除杂、脱硫等方面。它可以用于铝、锌、铜等金属的化学还原和金属表面的处理，同时也可以用于高炉煤气净化与除尘。
总体来说，特种活性炭的应用领域很广，涵盖了环保、化工、食品、医药、冶金等多个领域。在不同领域中，特种活性炭的应用范围也有所不同。但无论是在哪个领域，活性炭的环保、净化、分离等特性都使其成为一种不可或缺的环保材料。
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