3) 除去发色的前身物质。 4) 除去臭味物质或调整香味。 5) 除去臭味的前身物质。
6)
除去易形成混浊或浊雾的物质。
7) 除去泡沫和保泡性物质。 8) 除去阻碍结晶析出的物质。
9) 除去胶质(多使过滤延长和妨碍结晶析出)。 10) 除去保护胶质的物质。 11) 除去生理上有害的物质。 12) 除去促进产品变质的物质。
活性炭表面呈疏水性这一基本性质,使它能从水溶液中吸附各种物质,因此广泛应用在水溶液的净化中。
我国的活性炭工业初刨于50年代,通过60-70年代打基础,在80年代得到了蓬勃的发展。我国的活性炭年产量从几十吨发展到今天的30万吨,成为世界的活性炭最大生产国,品种达200个,有多 种方法和炉型生产,除个别品种外,基本能满足社会和经济建设的需 要。但是同先进的工业国家比较,我国人均活性炭生产量和使用量都 只占其十分之一左右,工艺、设备比较落后,品种不够齐全。随着改 革开放的深入发展,国家现代化建设的实现,尤其是随着我国对于环境保护的越来越重视,废水和废气排放要求越釆越严格,我国对活性 炭的需求量急剧增加。
活性炭可以大量利用农林废弃物作为生产原料。我国幅员辽阔, 具有大量的农林废弃物。因此,生产活性炭是目前高价值利用农林废 弃物的主要方法,同时还可以为农村提供更多的就业机会,提高农林 产业的经济效益和社会效益。尤兵是作为我国林业大省的福建,发展 以农林废弃物,如木屑,为原料的活性炭产业具有非常重要的意义。
由于磷酸活化法具有污染少、活化温度低和能耗低的特点,因此 磷酸活化法已成为化学活化法中一种生产活性炭的主要方法。它是目 前利用木屑为原料生产活性炭的最佳活化方法。
磷酸活化法生产技术经过20多年的发展,其生产工艺和设备技 术已经成熟;由于其活化温度低(通常在450。C左右,而其他活化方 法在600-950。C之间),而且活化剂磷酸不易挥发分解、毒性小,因此,磷酸活化法的能耗低、对环境的影响小。
四,磷酸活化原理
磷酸活化生产活性炭的主要原理是,由于磷酸具有较
强酸性,可 以与木材等植物纤维原料中的纤维素、半纤维素和木质素结厶,促进 这些成分的脱水,使木屑等原料中的H,0元累以水的方式除去,而 保留了更多的碳原子在活性炭产品中,因此,在木屑原料浸渍瞬酸, 可以显著提高活性炭的得率(可以达到40%左右,而氯化锌活化法为 30%
左右,水蒸气活化法为10-20%),提高木屑等原料的利用率;而 且磷酸可以催化木屑的炭化,显著降低活化温度,其活化温度通常只需要450-500。C,显著低于活性炭工业生产的氯化锌活化法(600。C左 右)和水蒸气活化法(9500C)。另外,由于磷酸的催化脱水作用, 可以显著降低木屑的热分解产物的产物,从而大大降低活性炭生产过 程中有机废气的产生。因此,磷酸活化法与目前所采用的活性炭工业 生产方法氯化锌活化法和气体活化法相比,具有能耗低、污染少、原 料的利用率高等特点,是活性炭生产工业的一种绿色生产技术。因此, 目前世界上,包括中国,磷酸活化法得到广泛的应用,已发展成为一 种绿色的成熟的活性炭生产技术。
五.磷酸活化法生产活性炭的工艺流程
磷酸活化法生产活性炭的主要工艺过程是:以木屑为原料,磷酸为活化剂,原料木屑经过筛选和气流干燥,然后将其与一定浓度 的磷 酸溶液按照一定的浸渍比混合捏合一段时间后,将混合物料送至回转 炉中进行炭活化,炭活化温度为450-5000C,炭活化完成后,用水和 磷酸梯度液回收活化料中的磷酸,最后进行酸洗、水洗、干燥和包装, 制得活性炭产品。
六.废水处理
磷酸活化生产工艺过程中,在磷酸的回收工段和活性炭的漂洗工 段需要消耗水。在磷酸的回收工段,目前采用的回收工艺为梯度磷酸 液循环回收法,其主要过程是:每一桶炭化料采用
多次回收,其回收 次数通常在5-6次之间,回收得到的磷酸液的浓度随回收次数的增加 而递减,回收得到的不同浓度的磷酸分别放置于不同的磷酸也储存池 中。第一次回收得到的高浓度磷酸溶液用泵打回到磷酸溶液的配制工 段,用于和木屑原料的浸渍活化,这里面包含在水分在浸渍料的活化 过程中受热挥发随废弃在烟囱排出,不会对环境造成污染。而第二、 三次回收得到的浓度不断降低的低浓度磷酸溶液依次用于下一批 .活化料的磷酸回收工段,达到循环利用的目的,完全不需要排放。在 回收工段的最后一次回收中,采用清水回收。因此,回收工段所需要 增加的水来源于最后一次回收所需要使用的清水,它们将主要以炭活 化工段中由于受热挥发而以气体从烟囱排放,其他的水分是在不断的 循环使用。在回收工段将不会有废水排放。 在活性炭的漂洗工段,是活性碳生产过程中产生废水的主要来源,且漂洗后它们含有少量的盐酸以及漂洗炭得到的微量铁等金属离 子,这些金属离子主要来源于木屑原料和生产过程中铁容器的器壁, 因此,废水中这些金属离子的含量很低,漂洗工段所产生的废水不能 直接排放或直接循环利用。因此,目前的磷酸活化法工艺中通常需要 采用后处理的方法,以达到净化这部分废水的目的。目前,国内成熟 的漂洗工段所产生的废水的主要处理工艺如下。
废水先经5道沉降过程,回收少量含在废水中的微小活性炭颗 粒,然后集甲运全泼水处埋池甲,进行综合处理。目前处理的万式主要是采用中和加沉降法。首先将多次沉降后的废水经过由石灰石和生 石灰组成的填料层,以中和废水中所含有的少量
酸,然后依次通过2 个由煤渣所组成的填料层(煤渣填料完全可以由活性炭生产过程中大量得到),利用煤渣的吸收作用和沉降作用,可以将中和后的废水中 的少量钙和铁离子沉淀,最终达到净化的目的。经净化后的水完全可 以达到直接排放的要求,或循环利用。
本公司采用的废水处理流程如下:
漂洗工段产生的废水,— 5段沉降 ——石灰石和生石灰中和——煤渣处理 ——煤渣处理
——,可排放和循环利用的水
本处理方法简单可行,所需的材料采源丰富,价格低廉 。因此,对 整个活性炭的生产成本影响很小。
七,废气处理
磷酸活化过程中产生的废气主要采源于炭化活化工序,废气中主 要含有不凝性气体,如:二氧化碳、氮气,可凝性气体如:水蒸气、 木屑热分解气体产物及少量的磷酸蒸汽等等。这些气体经电机引至尾 气吸收塔中,经过喷淋水及冷凝冷却等方法吸收可凝性气体,经过冷 凝下来的液体产物中主要是木材本身热分解得到的产物(有机化合 物,通过炭化后可以得到炭)以及少量的磷酸,它们可以直接送回至 某些浸渍工段,经炭化后转变活性炭产品。经冷凝后的废气中主要含 有二氧化碳、氮气和少量水蒸气,进一步通过50多米的烟囱后,可 以达到进一步冷却的目的,然后由烟囱进行排空。因此,目前国内所 采用的磷酸法生产活性炭过程中所产生的废气,经过简单的处 理后,可以达到再利用的目的, 而且废气中不包含对环境产生
危害的气体成 分,完全可以达到废气排放要求。