废气废水处理活性炭-禹城淄博活性炭

硫氧化物主要是二氧化硫，它是大气中数量大、分布广、影响严重的环境污染物之一[1)。目前控制的主要方法有:高烟囱稀释法，采用低硫燃料、排放废气脱硫等，近年在采用干法(吸附剂吸附法)、湿法脱硫技术领域开展了较多研究，工业化应用已很成熟。吸附法脱除废气中的SO:又分为物理吸附法和化学吸附法，物理吸附时被选择性吸收的SO:可通过升温或降压解吸出来，化学吸附时吸附剂同时起催化作用，被吸附的SO:被废气中的氧氧化成SO」，后者再与水生成硫酸。目前，国内关于采用吸附法净化SO的报道多为实验研究报告。
.含三氯乙烯、三氯乙烷等卤代烃的排放废气净化
含卤代烃的废气净化目前较为成熟的技术是溶剂吸收或吸附法处理，如:①彩色显像管生产线清洗阴罩时挥发的三氯乙烷气体制激人体黏膜，长期接触能使运动神经系统受损，无论从环境保护还是降低生产成本来看都回收利用[18)。航天总公司四院四十二所成功开发了应用活性碳纤维回收三氯乙烷，避免了环境污染，使用效果良好。②在工业上应用很广的三氯乙烯，是对人体和环境都有较大危害的有毒污染物，含三氯乙烯工业废气排放前脱除其中超标含量的TCE，应用吸附法可有效控制排放尾气中三氯乙烯含量并回收其中的三氯乙烯，西南化工研究院在这方面开展了较多实验研究，并取得了良好的实验效果。
.含高沸点有机物的尾气净化
目前，采用活性炭吸附法净化、回收排放尾气中的有机组分的工业应用是比较成功的，采用的通常流程为TSA或PTSA流程，既可有效脱除有机污染物又可回收有用组分。根据大量实验研究，西南化工研究院在已开发的多套PSA装置的预处理装置中，成功地采用TSA、PTSA技术很好地解决含高沸点有机物的尾气净化，如苯、萘等的脱除。
排放气中一氧化碳的脱除
CO是一种易燃易爆有毒的气体，未经处理排放到大气中将严重污染环境，所以严格控制排放气中CO含量是非常有意义的。目前，国内北京大学开发的13X分子筛载体的Cu(I)吸附剂、南京化工大学开发的稀土复合铜(1)吸附剂都是很好的CO吸附剂。实验表明，采用PSA或TSA 技术脱除 CO是一种有效的手段，排放气中的CO可控制在1mg/L以内。
含氟排放废气的净化
含氟(主要为HF和SiF。)废气数量虽然不如硫氧化物和氮氧化物大，但其毒性较大，对人体的危害比SO:大20 倍，因此工业生产排放气控制含氟化合物的排放量。目前，HF回收通常生产冰晶石，

活性炭可以再生:活性炭本身的污染小。就活性炭以外的吸附剂来看，硅胶、活性氧化铝对于具有碱性或者极性强的分子结构的气体显示出亲和性，并很容易受到由于它们对水蒸气强烈地吸附而形成的妨碍、所以对所有的有机气体的吸附力都很弱。沸石对于多种分子。按分子大小显示出不同的吸附亲和力，而具有分子筛作用，这种作用由于水器气而受到很大妨碍。磺化煤对于氨、胺等碱性气体，碱石灰对于盐酸等酸性气体各有吸附力，但这两种吸附剂不具有多孔性，气体吸收速度缓慢等，各都具有特异性的吸附力。与这些吸附剂相比，活性炭可以说是用途广的一种吸附剂。
活性炭是用途广的一种吸附剂，吸附流程有以下三种形式。
(1)间歇式流程常用单个吸附器。应用于废气间歇排放、排气量较小。排气浓度较低的情况。吸附饱和后需要再生。当间歇排气的间隔时间大于再生所用的时间，可在吸附器内再生;当间歇排气时间小于再生所用时间时、可将吸附器内的活性炭更换，将失效淄博活性炭集中再生。
(2)半连续式流程由两台并联组成。普遍应用的流程，既可用于处理间歇排气，又可用于连续排气。其中一台吸附器进行吸附，另一台吸附器进行再生。
(3)连续式流程由连续操作的流化吸附器、移动床吸附器等组成、理连续排出废气，不断有用过的活性炭移出床外再生，并不断有新鲜的活性发或再生的活性炭补充到床内。
用活性炭吸附气体中的污染物，一般要避免高温，因为吸附量随温度上高含尘量。

为了净化空气进行了大量研究，其中以活性炭为过滤吸附材料的研究应用也较广，活性炭容易清除单质碘蒸气，而甲基碘因具有较高蒸气压力，难以吸附。因此利用浸清活性炭在同位素交换或化学结合过程予以净化是当前较为满意的解决办法。
同位素交换利用的是没有放射性和不挥发的无机碘化物浸溃的活性炭，在放射性甲基碘于炭料层中短暂的停留时间内，在吸附剂上发生碘问位素的交换，因此由于无放射性碘的大量过剩，所以可达到良好的交换效率。
过滤装置是在相对湿度为99%~条件下，能净化程度大于99%的、炭层长度不小于20cm矩形截面的、特殊结构的过滤器。为了预先防止放射性炭尘埃的放出，悬浮微粒过滤器可设置在用活性炭制成的过滤器之后，在原子能发电站中空气不断的经过活性炭过滤器而循环。因为在这种情况下，浸溃活性炭的吸附能力由于吸收了在过滤器操作期间内严格控制的有机蒸气而有所降低。
化学结合是在利用叔胺浸溃的活性炭时，甲基碘可与其化合而生成季铵盐，它与其他胺相比具有较小的挥发性和较强的碱性而显得特别有效。然而胺易挥发，并降低活性炭的燃点温度，因此，像这样的浸溃组成在许多国家均不使用。
淄博活性炭经筛选以2%TEDA(三亚乙基二胺)和2%K1浸溃的油棕炭制成活性炭，与复旦大学和上海原子核研究所合作研究应用，结果说明该浸溃活性炭可用作核电站中除碘过滤器的吸附材料。
(2)放射性稀有气体水反应堆废气中含有极少量的长衰期的同位素氪，主要是含短衰期的同位素氪和氙。在吸附剂上长时间以大浓度保留这些稀有气体是不可能的。然而，如果在装有活性炭的一个吸附器中的持留时间与同位素

活性炭在气相中的应用
吸附量小，因此适用于有机废气净化，且当活性炭吸附达到饱和时，可用水蒸气再生，回收有用成分。活性炭吸附法对低浓度溶剂并且对几乎所有溶剂都能进行有效的处理。特别是低浓度溶剂的活性炭吸附法中，可以比较容易地净化到mg/kg程度。这种倾向，在以防治公害为目的的回收中，显示出活性炭吸附法的性。
1.活性炭溶剂回收原理
溶剂回收，是旨在通过一定的回收工艺将有机废气回收并可以重复应用到生产中，减少大气污染、降低生产成本。活性炭吸附法用于溶剂回收，是通过将有机溶剂蒸气通入活性炭吸附塔中，利用活性炭优良的吸附性能吸附并脱除有机蒸气、净化空气。吸附饱和的活性炭，可以采用水蒸气进行再生，再生后的活性炭可以循环使用。
活性炭溶剂回收技术适合于溶剂蒸气浓度为1~20g/cm的气体回收溶剂，而且其回收效率大于90%;溶剂蒸气浓度与空气混合物的浓度能够保持低于爆炸下限，所以生产比较安全;活性炭回收溶剂成本低，工艺简单，适用范围广。
2.回收溶剂技术对活性炭的质量要求
活性炭用于溶剂吸附回收，需要循环使用，所以要求活性炭具有良好的化学稳定性、耐磨性、吸附容量以及较小的床层阻力。目前我国溶剂回收用活性炭已大量生产，其中煤基溶剂回收用活性炭生产主要集中在我国西北宁夏回族自治区及周边地区，年生产能力已超过8万吨，产品主要质量指标见表6-5。与球形活性炭相比，柱状活性炭存在床层阻力大、气固接触面积小等问题，国外开发生产球形活性炭用于溶剂回收，显著提高溶剂回收效率。但国内活性炭生产企业，由于没有解决球形活性炭的强度问题，所以没有大规模的生产。
表6-5 煤基柱状溶剂回收活性炭主要质量指标
直径/mm 堆密度/(g/L) 灰分/% CCL吸附值/% 碘值/(mg/g)
1.5-5 380~520 4~14 60-90 900-1050
除用于溶剂回收的煤基活性炭外，各种常用的溶剂回收用活性炭的性质见表 6-6。
表 6-6 常用的各种溶剂回收用活性炭的性质
项目 成型颗粒状 破碎炭 粉末炭 纤维状炭 球形炭
制造原料材、果壳、果核煤、石油系、木煤、木材壳、果核煤、木材、果合成纤维、石油系、煤沥青等煤、石油系

溶剂回收通常应用小容量固定床吸附器，在大多数情况下均是立式圆简形过滤器、炭料层高度多为50~100cm，更高的炭层则不常见，活性炭料层常常堆积在由石英砾石或者其他陶瓷材料构成的支撑层之上，这种一来可形成活性炭与置于设备底部的金属丝网或多孔饰网直接接触，从而使被净化的空气能较为均匀地分配。这样支撑层具有蓄热器的功能，它可在水蒸气再生的过程中使其加热，而后又把热量传给空气，再传热使炭层干燥，众所周知，惰性陶瓷球同时可作为不固定的罗底织物层的支承层的设备，
常用柱形活性炭颗粒作填料，因为由于这种形状可以使之建立没有通路形成的密实层。在大多数情况下、被净化气体的流向是自下而上，为了快速吸附蒸气(例如氯代经类)、物流的线速度约为50cm/s，而对于吸附其他溶剂的戴气、则其线速度约为30cm/s。在回收极易挥发的溶剂时，可降低物流速度，同时需要转移空气流中的热量，热量的转移通常是借助于在炭料中配置冷却蛇管来实现。
某些溶剂在同热的或者潮湿的活性炭接触的情况下，会发生局部分解。例如在用水燕气再生时，如含氯烃类可分解出盐酸，醚类可被水解，而丙酮，丁酮或者甲基异丁基酮这样的酮类可生成乙酸、二乙酰或者其他的裂解产物。在这些场合利用钢制成的设备或是山陶瓷砌成的或者用合成涂料涂层的吸附器。如果空气中含有腐蚀组分，需在吸附之前去除掉。

活性炭制造回收利用
①回收溶剂的再利用。直接回收的溶剂，往往含有在该温度下的平衡溶解水分。这个现象在采用水蒸气解吸法的场合，是所有溶剂回收装置的共同点。因此，对于杜绝水分的产品，在使用回收溶剂时预行脱水、燕馏等提纯操作。在所含的杂质当中也可能含有微量金属、根据其用途，应对这杂质组成进行充分研究以后再加以利用。在实践中，对溶剂进行回收的炭，特别应关注其吸附性能和脱附性能之间的平衡，好能根寸对活性炭的孔径分布进行合理设计和调整，使其对溶剂的有和吸附量与可脱附量之间的差值)大化;当活性炭仅用于溶剂行溶剂无害化处理(多采用焚烧或催化燃烧)时，虽然脱附性能亦但要求会大大低于回收时的情况。
活性炭回收溶剂技术在我国的应用
我国已在诸多行业如印刷、油漆、橡胶、胶片、石棉制品和合成纤维等成功应用活性炭溶剂回收技术，取得显著的社会益。例如杭州新华造纸厂采用活性炭回收技术后，降低溶剂获纯利润约70万元，同时周边大气环境显著改善[6];北京单位采用国内新开发的活性炭溶剂回收技术后，工作环境中的大*善、大气中苯、甲苯等有害物质的含量从每立方米几百毫净化效率达90%[8);据资料介绍、国内某化纤厂采用活性回收二硫化碳，回收率接近90%，减少了大气污染，显著改善并降低了生产成本。目前我国已有许多行业采用活性炭溶剂回收几种溶剂，有效减少了大气污染