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邯郸学院化学系实验论文题目活性炭溶剂法再生学生杨永博刘艳凯指导教师王建森教授 年级2009级专业化学本科邯郸学院化学系2011年7月 活性炭溶剂法再生实验杨永博刘艳凯2009级化学本科指导老师:王建森教授关键词:活性碳溶剂再生灰分含量吸附性铁含量概述木质活性炭外形为黑色粉末状,经高温炭化、活化及多种工序精制而成,具有比表面积大、活性高、微孔发达、脱色力强、孔隙结构较大等特点,孔隙结构大,能有较吸附液体中的颜色等较大的各种物质、杂质。主要用于食品、酒类、油类、饮料、染料、化工、自来水净化、污水处理、药用活性炭等各种用途脱色。活性炭作为当今社会中常见且实用的吸附试剂,目前在环境保护、工业与民用方面已被大量使用,并且取得了相当的成效,然而活性炭在吸附饱合被更换后,使用单位均将其废弃,掩埋或烧掉,造成资源的浪费和对环境的再污染。面对当今世界的资源日益匮乏,为了更进一步的增强其利用价值,降低成本,我们可对其进行再生循环利用。常用的活性炭再生有以下几种方法:1、热再生法热再生法是目前应用最多,工业上最成熟的活性炭再生方法。在处理有机废水后的活性炭在再生过程中,根据实际情况分为干燥、高温炭化及活化三个阶段。在干燥阶段,主要除去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”。热再生法虽然再生效率高、应用范围广,但在再生过程中,需要外加能源加热,投资及运行费用较高。2、生物再生法生物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。由于活性炭本身的孔径很小,有的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。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。3、溶剂再生法溶剂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。溶剂再生法比较适用于可逆吸附,如对高浓度、低沸点有机废水的吸附。它的针对性比较强,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,因此一种特定溶剂的应用范围较窄。4、电化学再生法电化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。该方法操作方便且效率高、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。5、超临界流体再生法据最近的研究资料表明,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超临界流体法再生的最佳温度为308K,当温度超过308K时,再生不受影响;×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;;在实验流速下,再生效率会随流速加快而提高。4、超声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。超声再生的最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;并且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。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。试验中的最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最大的是微波功率,其次是辐照时间,最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