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煤质柱状活性炭的主要应用领域有哪些?

导读:煤质 柱状活性炭 在其主要应用领域包括净化水处理、脱硫脱硝和贵金属有机溶剂回收利用提取中应用。 煤质柱状活性炭作为一种非常重要的吸附剂,在环境保护领域比如大气污染防治、废水处理等方面都有广泛应用。除此之外,在黄金等贵金属吸附、有机溶剂及其蒸汽回

煤质柱状活性炭在其主要应用领域包括净化水处理、脱硫脱硝和贵金属有机溶剂回收利用提取中应用。

煤质柱状活性炭作为一种非常重要的吸附剂,在环境保护领域比如大气污染防治、废水处理等方面都有广泛应用。除此之外,在黄金等贵金属吸附、有机溶剂及其蒸汽回收利用等方面也有良好的应用。

1、废水净化处理

煤质柱状活性炭吸附进行水处理的过程中,主要通过物理吸附、化学吸附、交换吸附以及氧化还原、催化氧化等物理和化学的方法除去水中污染物。对于液相吸附来说,煤质柱状活性炭的中孔孔隙结构主要集中在2~5nm之间,由于范德华力的作用,可以吸附水中的胶质体、低分子有机物、悬浮固体等。由于不同品种的活性炭微孔与中孔所占比例不同,故根据需要不同的活性炭具有不同的选择性吸附能力。

图2废水处理活性炭装置

在水处理过程中,柱状活性炭通常以吸附塔的形式来应用,如图2所示,采取下进上出的方式。当吸附达到饱和值后,通过对柱状活性炭进行回炉重生以恢复其吸附能力。在城市生活污水处理中,经过二级污水处理工艺(混凝、过滤、曝气、沉淀)后仍然会存在一些不能被分解的胶体、悬浮物或者小分子有机体,出水达不到国家排放标准,因此需要用活性炭对水中存在的杂质进行吸附处理。其运行方式一般有静态运行单塔、多塔串联运行、多塔并联运行和单塔连续运行等。柱状活性炭吸附在水处理过程中,优点主要在于:较好的去除了水中较难去除的重金属离子和生物质难以降解分离的有机污染物。良好的机械强度提高了柱状活性炭对水质变化的抗冲击负荷能力。

2、脱硫脱硝烟道气处理

脱硫脱硝专用活性炭是20世纪90年代由山西新华化工有限责任公司和日本明和产业株式会社以及三菱化学株式会社三家单位合作开发的,以煤为原料,通过粉碎成型、水蒸气活化的方法生产的,机械强度高、耐磨损性好,不仅能同时处理SO2和NOx,另外还能脱除有机有害气体如二噁英、甲烷和甲醛等。

根据我国钢铁工业和电力行业的发展规划,国内钢厂生产吨钢的二氧化硫排放量要从“十二五”末的0.85kg下降到“十三五”末的0.68kg,降低0.17kg以上。火电机组二氧化硫和氮氧化物排放总量均下降50%以上,30万kW级以上具备条件的燃煤机组全部实现超低排放,燃煤机组二氧化碳排放强度下降到865g/kWh左右,火电厂废水排放达标率实现100%。

干法脱硫脱硝相对于湿法烟气脱硫、电晕等离子体法(PPCP)、CuO吸附法、电化学法等优势明显,脱硫脱硝过程不消耗水,不存在废水、废渣等二次污染问题。可以利用活性炭的吸附性能在脱除SO2和NOx的同时去除二噁英、汞蒸气等有毒有害气体,可以一套装置脱除多种污染物。通过此项技术工艺路线析出的高浓度SO2气体可以直接加工成硫酸或进一步制备成硫铵,也可以加工成单质硫或液态SO2,产品形式多样。我公司利用陕北地区废弃的半焦,以煤焦油为粘结剂,经过600℃炭化、800℃活化制备了耐压强度在11.21MPa、脱硫率达到90%的柱状活性炭。

3、黄金及有机溶剂吸附

贵金属回收:黄金、白银等贵金属的回收利用,对柱状活性炭的性能要求主要有:

①硬度高—硬度高的活性炭耐磨性能良好,降低了掉粉造成的贵金属损失;

②吸附金速度快—较高的活性可以保证良好的吸附金速度,但硬度会相应的下降;

③载金容量—较高的载金容量意味着在吸附过程中用炭量少,解吸、再生需要的设备和场地小,减少生产成本。

有人利用活性炭的良好吸附特性,将含金量在0.3g/t的选矿废水进行处理,考察了不同碳质、pH值和水流速度等因素对吸金性的影响,确定了较佳工艺条件,其中对活性炭的技术要求为粒度8~16目占90%,水分≤10%,比表面积1050~1200m2/g,pH值为9~11 ,堆积比重为0.45~0.5g/mL。

通过活性炭吸附工艺,提前将氰化炭浆提金工艺过程中的浓密回水中的游离金进行回收,有效降低了进入浸出槽的游离金含量,提高了预浸的效果,有利于减少浸出时间、降低尾矿品位、减少贵金属的流失、增加了企业的效益。

有机溶剂回收处理:随着我国经济发展和工业化水平的提高,有机溶剂的使用量和应用范围越来越广。有机溶剂在使用过程中容易挥发,对环境和人类健康造成严重的影响。因此需要对有机溶剂进行处理和回收显得十分必要。

针对我国排放量大、污染严重的典型挥发性有机物(VOCs)一脂类有机物(乙酸乙酯、乙酸异丙脂、乙酸丁酯)的处理展开了研究,采用静动态吸附、程序升温脱附方法研究了颗粒活性炭对VOCs的吸附脱附性能,发现较适宜的吸附温度在30℃左右;活性炭脱附活化能大小依次为乙酸甲酯<乙酸乙酯<乙酸异丙脂<乙酸丁酯,脱附活化能分别是20.18kJ/mol、28.4kJ/mol、27.4kJ/mol、51.9kJ/mol。

以活性炭为吸附剂,采用油蒸汽工业化回收装置进行油气的脱附实验。结果表明,脱附过程为放热反应,低压高温使得活性炭的脱附率升高,考虑到一系列效应后,建议工业用活性炭脱附压力在8-10kPa,温度不高于80℃。

以上就是煤质柱状活性炭的主要应用领域介绍,随着国内环保压力的进一步增加大,煤质柱状活性炭在水处理和脱硫脱硝行业的用量会越来越大,不论是进口量还是出口量都会出现井喷式增长。煤质柱状活性炭不仅可以延伸煤炭行业产业链,产生可观的经济效益,更是可以集中治理环保问题,打赢蓝天保卫战。目前,煤质柱状活性炭企业面临的问题就是如何提升产品向高附加值活性炭发展,提高煤质柱状活性炭的市场售价,将更好更优良的活性炭产品推向世界。

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