工業(yè)廢氣活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)
①孔隙結(jié)構(gòu)的形態(tài)。工業(yè)廢氣活性炭的孔隙是在活化過程中，基本微晶之間清除了各種含碳化合物和無序碳(有時(shí)也從基本微晶的石墨層中除去部分碳)之后產(chǎn)生的孔隙，孔隙的大小、形狀和分布等因制備活性炭的原料、炭化及活化的過程和方法等不同而有所差異，不同的孔隙結(jié)構(gòu)能夠發(fā)揮出相應(yīng)的功能。1960年杜比寧把活性炭的孔分為大孔(孔徑大于50nm)、中孔(或稱過渡孔，孔徑2~ 微孔 50nm)和微孔(孔徑小于2nm)三類，這個(gè)方案已被國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(International Union of Pure and Applied ，中孔 Chemistry，IUPAC)所接受。在活性炭中這三類大小不同的孔隙是互通的，呈樹 -大孔狀結(jié)構(gòu)。
活性炭的孔道結(jié)構(gòu) 通過高分辨透射電子顯微鏡研究表明，活性炭中的微孔是活性炭微晶結(jié)構(gòu)中彎曲和變形的芳環(huán)層或帶之間的具有分子尺寸大小的間隙?？紫兜男螤钍切螒B(tài)各異的，使用不同的研究方法發(fā)現(xiàn):有些是一端封閉的毛細(xì)管孔或兩端敞開的毛細(xì)管孔，有些孔隙具有縮小的入口(瓶狀孔)，還有一些是兩平面之間或多或少比較規(guī)則的狹縫狀孔、V形孔等。
杜比寧分類中大孔的內(nèi)表面能發(fā)生多層吸附，但在活性炭中，由于它的比例很小，所以大部分作為通路供吸附質(zhì)分子進(jìn)入吸附部位，但它可以決定吸附速率，因此在實(shí)際應(yīng)用中也是很重要的。過渡孔在很多情況下和大孔相同，也是作為吸附質(zhì)的通路從而支配吸附速率，但是過渡孔的作用卻不是單純的，它還可以作為不能進(jìn)入微孔的大分子的吸附部位。
工業(yè)廢氣活性炭比表面積吸附現(xiàn)象發(fā)生在固體的表面，物體吸附能力的強(qiáng)弱很大程度上取決于比表面積的大小。有很多分析方法可以用來測(cè)定比表面積，其中常用的是BET法。此外還有流通法、液相吸附法、潤(rùn)濕熱法。除此之外，通過置射線小角散射也能測(cè)定比表面積，但是BET法還是在測(cè)定活性炭比表面積方法中常用的。應(yīng)用此法測(cè)定的活性炭的比表面積一般為1000m2/g。
活性炭的分類
根據(jù)制造方法、外觀形狀、用途功能以及孔經(jīng)大小的不同，可以將工業(yè)廢氣活性炭分為不同種類。從形態(tài)來看，可以分為顆?；钚蕴亢头蹱罨钚蕴浚w?；钚运岵婵煞譃闊o定形和定形兩大類;依據(jù)原料的不同，可以將活性炭分為焦木質(zhì)、石油、煤質(zhì)和樹脂活性炭;根據(jù)使用功能的不同又可以分為液體吸附、催化性能、氣體吸附活性炭;從制造方法來劃分，又分為物理法、化學(xué)法和物理化學(xué)生活性炭。
從外觀形狀上分類。

對(duì)于工業(yè)廢氣活性炭及其原料炭化物中所含有的揮發(fā)分?jǐn)?shù)量的測(cè)定，通常采用的方法是將試樣放在鉑金坩堝中，避免與空氣接觸，在900℃下加熱7min，求出加熱減量占原試樣的百分比，并從該百分比中減去同時(shí)進(jìn)行測(cè)定得到的水分值(干燥減量)以后，便得到試樣的揮發(fā)分含量，灰分(強(qiáng)熱殘分)的測(cè)定方法是將干燥過的試樣放在瓷坩堝中，并置于高溫電爐內(nèi)，將其溫度調(diào)至800~900℃對(duì)樣品進(jìn)行灰化，殘留物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)作為灰分，固定碳確定是以干燥試樣作為，減去灰分與揮發(fā)分所得到的數(shù)值，
通常的活性炭由于是在溫度為900℃以上制得的，所以揮發(fā)分很少。另一方面，炭化溫度對(duì)原料炭化物的揮發(fā)具有很大影響。實(shí)驗(yàn)表明，揮發(fā)分的含量隨著溫度的上升而減少，炭化反應(yīng)在500℃以下劇烈進(jìn)行，在600~700℃基本結(jié)束。固定碳含量在炭化反應(yīng)結(jié)束的700℃以上基本不會(huì)再增加，該變化基本上與揮發(fā)分相對(duì)應(yīng)，
灰分隨炭化得率的降低而增加?；曳质腔钚蕴吭线x擇方面的一個(gè)重要物標(biāo)。原料中的無機(jī)成分在炭化過程中幾乎不減少而后殘留于木炭中，原料中的灰分含量即使只有1%，活性炭的灰分含量也將達(dá)到10%。由于于灰分不具有吸附能力，因此該單位質(zhì)量的活性炭吸附能力要比灰分含量為零的活性炭的附能力下降10%左右。所以在活性炭的選擇過程中，盡可能選擇灰分含數(shù)量

臨朐縣海源活性炭廠，是一家從事活性炭生產(chǎn)20年的生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品20多個(gè)型號(hào)，覆蓋不同領(lǐng)域的活性炭使用環(huán)境，產(chǎn)品營(yíng)銷全國(guó)，質(zhì)量穩(wěn)定如一，初心不改，一切為環(huán)保事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，始終將青山綠水作為自己產(chǎn)品質(zhì)量的要求。

地址：山東臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村
工業(yè)廢氣活性炭是一種用途十分廣泛的吸附劑，小孔徑的活性炭可用作氣體分離、回收溶劑蒸氣、冰箱脫臭劑、防毒面具中的吸附劑，大孔徑可用作脫色，清除溶液中的呈色物質(zhì)，例如白糖、葡萄糖、酒類、油脂、醫(yī)藥、水的凈化等的脫色；催化劑。
1. 氣相吸附應(yīng)用
工業(yè)廢氣活性炭的氣相吸附應(yīng)用有很多，如與儲(chǔ)氫合金形成的復(fù)合材料可以在溫和條件下吸附氫氣或天然氣混合物，從而可以應(yīng)用于煉油廠催化干氣中氫氣的吸附；城市天然氣用量隨時(shí)間變化而或高或低，通過高比表面積的活性炭吸附罐可以有效實(shí)現(xiàn)天然氣管道下游調(diào)峰，進(jìn)而降低投資成本。除用于能源氣體的儲(chǔ)存外，美國(guó)、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家還開發(fā)出了基于活性炭的，具有多次再生功能的新型織物，并將之應(yīng)用于許多特殊服裝如飛行服、抗皺內(nèi)衣等的制造。
1）凈化室內(nèi)空氣：與室外空氣污染相比，室內(nèi)環(huán)境污染對(duì)健康的危害更為直接，是導(dǎo)致人們過敏、氣喘、疾病等的重要原因。室內(nèi)環(huán)境污染的污染源很多，包括建筑裝潢材料、廚房油煙、家具用品以及煙草煙氣等。隨著人們對(duì)家居環(huán)境的重視程度越來越高，室內(nèi)空氣凈化用活性炭的市場(chǎng)需求越來越大，因此適于室內(nèi)用的即效性活性炭空氣凈化裝置也將會(huì)得到普及［14］。根據(jù)室內(nèi)有毒氣體的種類和分子大小，經(jīng)過孔徑調(diào)控的活性炭可以特異性的將之去除，從而室內(nèi)污染?；瘜W(xué)噴涂方法只能暫時(shí)遮蓋或淡化污染物氣味，不能穩(wěn)定去除緩慢釋放的有害氣體。目前，民用活性炭的市場(chǎng)已超過10億元/年，競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，但是暫沒有相關(guān)國(guó)家或行業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致市場(chǎng)混亂，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。由中國(guó)林科院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所承擔(dān)的室內(nèi)空氣凈化活性炭的系列標(biāo)準(zhǔn)正在制定中，標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后將有效規(guī)范空氣凈化活性炭的市場(chǎng)。
2）電廠煙氣聯(lián)合脫硫、脫硝、脫汞：活性炭吸附脫硫、脫硝、脫汞是燃煤煙氣干法凈化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，尤其適用于缺水地區(qū)，目前國(guó)家相關(guān)部門正在編制電廠煙氣治理用吸附劑國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，今后這一類的產(chǎn)品將得到迅速發(fā)展?；钚蕴棵摿蚣夹g(shù)在國(guó)外已比較成熟，新的脫硫技術(shù)是在活性炭上負(fù)載鈷、鎳、釩、鎂等金屬以提高對(duì)二氧化硫的脫除性能。通用方法是先將金屬離子引入煤和木質(zhì)材料表面，引入的方式一般為絡(luò)合或者離子交換，隨后再對(duì)原料進(jìn)行炭化和活化。此外也有報(bào)道稱9%的碳酸鈉溶液改性的活性炭對(duì)硫化氫具有特異吸附選擇性。
3）油氣回收：隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，汽車燃油揮發(fā)已成為空氣污染的重要源頭之一。研究表明：汽車總污染的40%左右來源于油氣揮發(fā)污染，這占到了尾氣排放污染的60%～70%。針對(duì)這個(gè)問題，國(guó)外科研工作者開發(fā)了具有吸附/脫附油氣功能的活性炭，并將之應(yīng)用于汽車揮發(fā)性汽油回收，節(jié)約能源的同時(shí)還保護(hù)了環(huán)境。目前國(guó)外的活性炭正丁烷工作容量(BWC)已從幾年前的90～110g/L提高到150g/L，且高容量、低殘留的油氣回收用活性炭也在不斷開發(fā)當(dāng)中。國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)油氣回收活性炭的使用也已開始，如北京燕山石化煉油廠通過使用活性炭油氣回收裝置，在2006年就回收了高達(dá)288t的汽油，合人民幣約150萬。這僅僅是在油氣回收率為0.24%的條件下單個(gè)煉油廠的汽油回收效益，若放大到全國(guó)，每年排放到大氣中的油氣高達(dá)幾萬噸，對(duì)之進(jìn)行有效回收將具有十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效果。
4）吸附凈化有機(jī)廢氣：隨著全球工業(yè)化趨勢(shì)的加速，使用有機(jī)溶劑的行業(yè)及種類也越來越多，為防止這些溶劑在使用過程中直接排入大氣造成污染，進(jìn)行回收或凈化處理?；钚蕴恳騼r(jià)格低廉，操作簡(jiǎn)單等特性而被廣泛應(yīng)用于有機(jī)溶劑的吸附?；钚蕴勘砻娑栊曰幚砗螅瑢?duì)高濃度貴重有機(jī)氣體進(jìn)行吸附/解吸，避免有機(jī)溶劑在活性炭表面發(fā)生催化改性，導(dǎo)致回收的貴重有機(jī)溶劑無法重復(fù)使用。對(duì)于低濃度有機(jī)廢氣，建議使用負(fù)載金屬催化劑的活性炭，在吸附過程同時(shí)將有機(jī)溶劑催化降解為CO2和H2O，目前比較容易凈化到10－6濃度級(jí)別。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保和資源循環(huán)利用重視度的提高，活性炭整套回收有機(jī)溶劑系統(tǒng)的需求也必將越來越大。
5）空氣分離：富氧化學(xué)工業(yè)中存在的主要問題之一是如何從空氣中的分離出氧氣。雖然困難重重，但是以活性炭特異性吸附以實(shí)現(xiàn)氧氣的分離的研究早有報(bào)道，如通過化學(xué)蒸氣沉積法對(duì)活性炭的孔徑進(jìn)行定向調(diào)控，制備成具有分子篩性能，孔徑均勻分布的活性炭，對(duì)空氣中的氧氣進(jìn)行分離富集已在國(guó)外商業(yè)化中應(yīng)用。
6）氫氣/甲烷的儲(chǔ)存：含能物質(zhì)(如氫氣、天然氣)的有效儲(chǔ)存作為一種新型的節(jié)能技術(shù)而受到科技工作者的高度關(guān)注。在航天領(lǐng)域中應(yīng)用的氫，都是在高壓下液化儲(chǔ)存的，不僅費(fèi)用昂貴，而且非常不安全，因此研制在常溫和較低壓力下，方便、地儲(chǔ)存和釋放氫能的材料一直是科研人員追求的目標(biāo)。近年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開發(fā)了比表面積超大(3500m2/g)，孔徑小且分布均勻的超級(jí)活性炭作為儲(chǔ)存燃料氣體的載體，常溫和4MPa條件下可儲(chǔ)存2%；而在77K低溫條件下，采用3MPa就可吸氫5%。目前儲(chǔ)氫炭材料主要有單壁納米碳管(SWNT)、多壁納米碳管(NWNT)、碳納米纖維(CNF)、碳納米石墨、高比表面積活性炭、活性炭纖維(ACF)和納米石墨等。與上述儲(chǔ)氫材料相比，超級(jí)活性炭的優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)氫量高、經(jīng)濟(jì)、解吸快、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)和易產(chǎn)業(yè)化，從而成為很具潛力的儲(chǔ)氫方法。

工業(yè)廢氣 活性炭物理法機(jī)理簡(jiǎn)介
物理法通常指氣體活化法，是以水蒸氣、煙道氣(水蒸氣、CO2、N?等的混合氣)、CO:或空氣等作為活化氣體，在800~1000℃的高溫下與已經(jīng)過炭化的原材料接觸進(jìn)行活化的過程。在這個(gè)過程中，具有氧化性的活化氣體在高溫下侵蝕炭化料的表面，使炭化料中原有閉塞的孔隙重新開放并進(jìn)一步擴(kuò)大，某些結(jié)構(gòu)因選擇性氧化而產(chǎn)生新的孔隙，同時(shí)焦油和未炭化物等也被除去，終得到活性炭產(chǎn)品。由于物理法通常采用氣體作為活化劑，工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)單，產(chǎn)生的廢氣以CO2和水蒸氣為主，對(duì)環(huán)境污染小，而且終得到的活性炭產(chǎn)品比表面積高，孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，應(yīng)用范圍廣，因此在活性炭生產(chǎn)廠家中70%以上都采用物理法生產(chǎn)活性炭。下面對(duì)物理活化法的機(jī)理、工藝流程、裝置設(shè)備及國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀等進(jìn)行具體闡述。
一、原料炭化
物理法制備活性炭需要先將原料在400~600℃下進(jìn)行炭化處理，使原料中碳元素以外的主要元素(氫、氧等)以氣體形式脫除，通過CO:、CO 的形式也可使一部分碳元素釋放出去，殘留的碳元素則多數(shù)以類似石墨的碳微晶形態(tài)存在。然而和石墨晶體不同的是，這些碳微晶的排列是雜亂無章的，因此形成了具有活性炭原始形態(tài)的結(jié)構(gòu)。但是僅僅經(jīng)過炭化處理，碳微晶的周圍以及碳微晶之間的縫隙仍被熱解所產(chǎn)生的焦油或者無定形碳堵塞，因此需要進(jìn)一步活化處理，除去這些堵塞孔隙的物質(zhì)才能得到具有發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)的活性炭。
二、氣體活化法過程簡(jiǎn)述
在炭化的中間產(chǎn)物進(jìn)行活化期間，是基本碳微晶以外的無定形碳，工業(yè)廢氣 活性炭作載體進(jìn)行電催化處理有機(jī)污水，對(duì)石油類、總堿度、COD等有明顯的凈化去除效果。用于電催化氧化的活性炭，無需再生，只需要每年補(bǔ)充15%~20%的活性炭便可以實(shí)現(xiàn)該工藝的連續(xù)運(yùn)行。
臭氧-生物活性炭?jī)羲?br /> 臭氧-生物活性炭?jī)羲沓粞跎锘钚蕴抗に囀菍⒊粞趸瘜W(xué)氧化、臭氧滅菌消毒、活性炭物理化學(xué)吸附、生物降解四種技術(shù)結(jié)合為一體的工藝。即在傳統(tǒng)水處理工藝的基礎(chǔ)上，以預(yù)臭氧氧化代替預(yù)氯化，生物活性炭濾池設(shè)在快濾池之后。，使水中的有機(jī)物及其他還原性物質(zhì)在預(yù)氧化作用下初步氧化分解，以減輕生物活性炭濾池的有機(jī)負(fù)荷，同時(shí)臭氧能將水中難以生物降解的有機(jī)物氧化斷鏈、開環(huán)，將大分子有機(jī)物氧化為小分子有機(jī)物，提高原水中有機(jī)物的可生化性和可吸附性，從而降低活性炭床的有機(jī)負(fù)荷。大慶乙烯凈水廠投產(chǎn)。這三套飲用水深度處理工藝流程基本相同，
工業(yè)廢氣 活性炭處理酒的功能，主要是去除雜色(指白酒)、不良雜質(zhì)和促使陳化(酯化)。木炭或骨炭用于酒處理在歐洲已有很久的歷史，現(xiàn)今均已被活性炭所取代。在應(yīng)用過程中，活性炭要先制成稀漿狀，緩慢地加入和混合，避免大量的空氣進(jìn)入?；钚蕴抠|(zhì)量的加入量根據(jù)不同的酒類都應(yīng)有嚴(yán)格的控制，否則會(huì)使番中天然的香味消失，失去了某些酒的特色。某種酒應(yīng)該加入多少活性炭要經(jīng)過試驗(yàn)確定，并應(yīng)嚴(yán)格選擇炭種。
制造啤酒時(shí)，在加入酒花前，用活性炭處理尚未發(fā)酵的浸汁，可以降低其中蛋白質(zhì)的含量，并能改良其保持泡沫的性質(zhì)以及熟啤酒的香味。如用活性提處理帶苦味的浸汁則更有效。發(fā)酵后用活性炭處理，可改善啤酒特有的香味和發(fā)泡起沫的性質(zhì)，也可加速啤酒的陳化。
隨著技術(shù)的發(fā)展，在酒類處理中，已經(jīng)形成了活性炭品種，如酒精處理活性炭、濃香型曲酒處理活性炭、清香型酒類處理活性炭、渣酒處理活性炭等?；钚蕴科贩N的開發(fā)和應(yīng)用不僅豐富了活性炭產(chǎn)品線，也有助于提高其應(yīng)用性能。