鉴别方法
1、 直接看厂家提供的指标。活性炭常用吸附指标主要有:碘吸附值、四氯化碳(CTC)吸附值、亚甲蓝吸附值,碘吸附值用来表示活性炭对液体物质的吸附能力,四氯化碳吸附值用来表示活性炭对气体物质的吸附能力,亚甲蓝吸附值是用来表示活性炭脱色能力的。这三种指标越高,表明活性炭的吸附能力越强。因此大家在购买活性炭时可根据自己的使用情况结合厂家提供的这些指标来选购适合自己用途的活性炭。
2、看体积:同样12包*50g=1盒为什么侨波活性炭要比别家的体积大呢?上面已经介绍过了,要想提高活性炭的吸附性能,只有尽可能多地在活性炭上制造孔隙结构,孔隙越多,活性炭越酥松,相对密度也就会越轻,因此好的活性炭手感上会比较轻,在同等重量包装的情况下,性能好的活性炭会比劣质活性炭体积大许多。
3、看脱色能力。活性炭吸附能力的另一个表现就是脱色能力,活性炭具有能将有色液体变成浅色或无色的神奇能力,这其实就是因为活性炭吸附了有色液体里的色素分子的原因造成的。正因为活性炭的这种特性,被广泛应用于制糖工业领域中红糖变白糖的生产过程中。取两只透明杯子,在一只杯子里放入纯净水,然后滴入一滴红墨水(这里可以用任何一种便于观察但不改变水的性质的色素都可以,例如蓝墨水、打印机彩色墨水,但不能使用墨汁和碳素墨水),搅拌均匀后将一半有色水倒入另一个杯子中留作对比样。将活性炭放入有色水中,数量应达到水的一半或更多,这样效果会比较明显,静置10—20分钟后与对比水样进行对照,在同等条件下,脱色效果越强说明活性炭吸附性越好。
质量鉴别
1、将活性炭放置在水中,看其是否会产生气泡
把活性炭放置在水中,如果它产生一连串小气泡,并且有气泡声,那就说明这个活性炭的吸附能力强,质量特别好。
2、把活性炭放在手中,感受其重量
优质的活性炭是吸附能力强的活性炭,而吸附能力强的活性炭必须具有很多孔隙,以方便吸取空气中的有害物质,因此优质的活性炭手感会比较轻。如果你所选购的活性炭特别重,那就说明它的吸附能力不强。
3、把活性炭放置在有色液体里,看液体颜色是否会变浅
优质的活性炭有极强的吸附能力,可以让有色液体的颜色变浅甚至变为无色,所以业主在选购活性炭时,可以用样品试验一下,将活性炭放置到一瓶滴有黑墨水的液体中,放置20分钟后,看黑色液体的颜色是否会变淡,颜色变得越淡,活性炭的吸附能力就越强。
椰壳活性炭的鉴别
选用优质绿色环保的椰子壳为原料,经过高温活化及特殊孔径调节工艺处理,外观呈黑色颗粒状。它的孔隙结构发达,是普通活性炭的5倍,其比表面积为1500m2/g(一般活性炭比表面积为700m2/g),特别是孔结构与众不同,孔隙直径大于0.45nm且小于2nm微孔占总数90%以上。
因椰壳活性炭比煤质活性炭成本高许多,而且成品活性炭材质一般不容易被普通大众所识别。市场上常有不法销售商利用消费者无法识别材质的弱点,用 煤质活性炭假冒椰壳活性炭销售,不管是民用还是工业用领域,此现象都较为严重。
1、椰壳活性炭属于果壳活性炭类别,其主要特点是密度小、手感轻,拿在手里的重量 明显比煤质活性炭轻。相同重量的活性炭,椰壳活性炭体积一般大于煤质活性炭。
2、椰壳活性炭形状一般为破碎颗粒状、片状,而成型活性炭,如柱状、多为煤质炭,球状、多为泥炭。
3、因椰壳活性炭密度小,手感轻,因此可以将活性炭放到水里,煤质炭一般沉底较快,而椰壳活性炭浮在水中的时间更长,随着活性炭吸附水分子达到饱和,加重自身重量才会逐步全部沉入水底,当活性炭全部沉底后,会看见每颗活性炭外面都包裹着一个小气泡,晶莹剔透,非常有趣。
4、椰壳活性炭为小分子孔隙结构,将活性炭放到水里,其吸附水分子时所排空气会产生许多非常细小的水泡(肉眼刚好能看见),密密麻麻的不停浮向水面。而煤质活性炭孔隙结构可控,所产生的气泡也大小不同。
5、碘值:碘值是活性炭的一个性能参数,果壳、竹炭、煤制的碘值都在几百,活性炭原料碘值从800、850、900、950、1000、1100mg/g等多种,吸附能力也不同,成本价格也不同,同碘值的活性炭也只有椰壳的效果。
参数标准
柱状炭
木质柱状活性炭合格品典型指标:
成型晶碳(3张)
煤质炭
煤质柱状活性炭物理、化学性能分析(GB/T 7701.7-1997)
活性炭再生
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方法
1.热再生法
热再生法是应用多,工业上成熟的活性炭再生方法。活性炭热再生法始于20世纪初,当时是采用回转炉对骨炭进行再生;30年代开始引用多层炉;40~50年代再生炉技术已基本成熟;70年代活性炭开始大量应用于水处理领域。热再生法的原理是在加热条件下,使被吸附的有机物以解析、炭化、氧化的形式从活性炭基质上消除。[4]
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800~900°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效率高、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。
2.生物再生法[4]
生物再生法是利用经驯化过的,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。
3.湿式氧化再生法
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。实验获得的活性炭再生条件为:再生温度230°C,再生时间1h,充氧pO20.6MPa,加炭量15g,加水量300mL。再生效率达到(45±5)%,经5次循环再生,其再生效率仅下降3%。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:⑴再生过程中活性炭损失往往较大;⑵再生后活性炭吸附能力会有明显下降;⑶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。
技术
1.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.电化学再生法[4]
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。
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。
3.超临界流体再生法[4]
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超临界流体法再生的温度为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。
4.超声波再生法[4]
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。
研究表明经超声波再生后,再生排出液的温度仅增加2~3℃。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,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。
6.催化湿式氧化法[4]
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重点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些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,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。
7、物理活化法
也叫做气体活化,此过程是将炭化产物于高温(800-950℃),通以水蒸气、二氧化碳或空气与炭质做选择性炭的氧化,以清除堆积在孔洞的反应生成物。
8、化学活化法
化学活化系将原料炭与活化剂直接调和、炭化与活化同时进行反应,此种方法能产生较少炭氢化合物或氧化物,但化学活化剂之污染与回收则是另一项需要考虑的问题。常用的活化剂有氯