活性炭是由含碳原料經(jīng)炭化、活化加工制備而成，具有發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)、較大的比表面積和豐富的表面化學基團，選擇性吸附能力較強的碳材料?；钚蕴烤哂辛己玫脑偕阅?，可以循環(huán)使用，在石油化工、食品、醫(yī)藥、軍工乃至航空航天等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用，已成為國民經(jīng)濟發(fā)展和建設(shè)的重要的吸附材料。近年來，隨著環(huán)保、醫(yī)藥、儲能等行業(yè)的快速發(fā)展，活性炭的市場需求不斷增加，我國活性炭的生產(chǎn)量和出口量均已達到世界。
經(jīng)過30多年的發(fā)展，活性炭領(lǐng)域開發(fā)了很多新的生產(chǎn)技術(shù)，如物理法-化學法活性炭一體化生產(chǎn)技術(shù)，活性炭工業(yè)生產(chǎn)中化、低消耗、智能化的生產(chǎn)技術(shù)以及活性炭的再生生產(chǎn)技術(shù)等。同時，活性炭在氣相吸附、液相吸附、能源儲存和作為催化劑載體等方面的應(yīng)用也取得很大的進展，全球活性炭行業(yè)具有廣闊的發(fā)展前景。目前，活性炭的研制更多的是著眼于拓展應(yīng)用領(lǐng)域，因此，有針對性地研制具有特殊吸附性能的活性炭新品種、根據(jù)吸附質(zhì)的特征選擇合適的活性炭及低成本制備方法、開發(fā)活性炭清潔再生工藝與設(shè)備以達到循環(huán)利用等方面均是重要的研究方向。
本書主要是基于活性炭研究領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展成果，結(jié)合作者多年的研究和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗編寫而成。在對活性炭的主要特征、用途、吸附理論進行簡單介紹的基礎(chǔ)上，闡述了化學法制備技術(shù)與裝置、物理法制備技術(shù)與裝置、活性炭的再生技術(shù)和設(shè)備、活性炭在氣相以及在醫(yī)藥、防輻射、電子行業(yè)等領(lǐng)域中的應(yīng)用，同時對活性炭行業(yè)國內(nèi)外相關(guān)標準進行了歸納整理，并對活性炭標準化工作提出了展望。
本書在編寫過程中得到多位行業(yè)的指導(dǎo)和幫助，在此向他們表示衷心的感謝! 感謝宋湛謙院士和張齊生院士為本書作序!
盡管筆者力求全面、深入地介紹活性炭的相關(guān)知識，但限于水平和時間，書中難免有疏漏和不妥之處，敬請讀者批評指正!

納米活性碳纖維及其制備
山東活性 碳纖維是以有機纖維為前驅(qū)體，通過不同方法制得的一種新型功能性纖維，其具有成型性好，耐酸、堿，電導(dǎo)性與化學穩(wěn)定性好等特點，活性碳終維不僅比表面積大，孔經(jīng)適中，分布均勻、吸附速度快，而且具有多種形態(tài)。活性碳纖維在催化、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等特征，使之具有的開發(fā)價值，
納米活性碳纖維是一種表面納米粒子，是由不規(guī)則的結(jié)構(gòu)與納米空間混合組成的體系，由于其纖維直徑細，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，納米活性碳纖維吸附，且具有纖維、氈、布和紙等各種纖細的表態(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，特殊的細孔呈單分散分布，由不同尺寸的微細孔隙組成其結(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。在納米活性碳纖維中無大孔，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，納米活性碳纖維絲束的空間起大孔作用，可以對氣相與液相物質(zhì)進行較好的吸附作用，活性碳纖維外比表面積大，吸脫速度快，為粒徑活性炭10~100倍。細孔的平均孔徑和細孔容積隨著比表面積增大而增加，吸附容量也隨之增大，為粒狀活性炭的10

在我國，為使活性炭吸附煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)用于燃煤電廠，也開展了一系列的研究和工業(yè)試驗并取得重要進展。20世紀80年代初，西安熱工研究所和四川省環(huán)境保護研究所開展了活性炭吸附煙氣脫硫并制取磷肥的試驗研究。具體工藝如下:經(jīng)調(diào)溫調(diào)濕后的煙氣進入吸收塔，活性炭作為吸附催化劑將SO:吸附，并在O2存在的條件下進一步將SO2催化氧化成SO3，當吸附接近飽和氣相液時經(jīng)水噴淋洗滌得到一定濃度的稀硫酸。洗滌再生后的活性炭吸收劑可繼續(xù)使 用，該法脫硫效率達70%(脫硫)。 子并與 迄今為止，國內(nèi)外關(guān)于活性炭脫硫的研究并不少，日本和德國已經(jīng)有將活理認為
活性炭用于移動床同時脫硫脫氮的成功實踐。我國在這方面的研究起步較晚，應(yīng)用活性炭脫硫技術(shù)的歷程經(jīng)歷了三個階段:20世紀50年代初期，采用硫化銨再生的活性炭脫硫技術(shù)，該技術(shù)所需設(shè)備多，占地面積大，操作復(fù)雜，再生成
本高，活性炭的制作成本也高;70年代中期，開發(fā)應(yīng)用過熱蒸汽再生的活性 4. 炭脫硫技術(shù)，該技術(shù)所需設(shè)備裝置少，操作方法簡單，再生成本低，活性炭價格便宜;80年代中期，采用改性活性炭技術(shù)，提高了活性炭的工業(yè)硫容，在為問題是一定程度上延長了活性炭脫硫的正常使用周期，改善了工作環(huán)境。而且已經(jīng)有50,在活性炭脫硫的工業(yè)實踐，例如四川宜賓豆壩電廠和湖北松木坪電廠。實踐證都致力明:活性炭法煙氣脫硫技術(shù)具有非常好的發(fā)展前景，進一步的深入研究能夠促

外熱式回轉(zhuǎn)爐
活性炭在回轉(zhuǎn)爐內(nèi)的滯留時間可以通過回轉(zhuǎn)速度來調(diào)節(jié)。對于外熱式回轉(zhuǎn)爐而言，由于耐熱金屬的原因，溫度的調(diào)節(jié)范圍比較窄。對于內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐，由于受爐內(nèi)再生氣體的組成與流速的限制，通入的水蒸氣量也有一定的限制。因此，關(guān)于活性炭性能的恢復(fù)狀況問題要根據(jù)回轉(zhuǎn)爐的實際情況，用改變加料量等方法進行調(diào)節(jié)。
為了防止再生尾氣的二次污染，對尾氣進行一定的處理。雖然原則上要根據(jù)活性炭上所吸附的有機物質(zhì)的種類來決定處理方式，但一般由于尾氣中可能造成大氣污染的主要成分為吸附質(zhì)自身或者是吸附質(zhì)分解所產(chǎn)生的焦油等以及粉化的活性炭，因此采用設(shè)置二次燃燒室的方法即可將這些污染成分除去90%以上。除設(shè)置二次燃燒室以外，也有設(shè)置濕式洗滌器來除去煙塵的方法，但是當煙氣中含有某些含氮有機物的時候即難以將氣味除去。在對尾氣的處理中要考慮吸附物質(zhì)分解、燃燒時生成的SO.及NO，等問題，同時二次燃燒室應(yīng)具有良好的保溫功能，以便讓煙塵及臭氣達到完全燃燒。

山東活性炭 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%~的廣范圍負責范圍內(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。
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)的目標和動力，通常引起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

活性炭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、活性炭損失小，可回收有用物質(zhì)等特點…、寧平等呆用微波輻射法對載硫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%以

工業(yè)性再生裝置種類及其特點
對于吸附飽和的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)的高溫熱再生兩種。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)要求嚴格的地區(qū)有一定的困難;在高溫熱再生法中，由于吸附在活性炭上的有機物質(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 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。
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，而且難以控制高溫煙道氣流量、溫度等參數(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，再生