活性炭应用中用到的设备

活性炭应用中有哪些设备
使用活性炭有间歇操作和连续操作两类：
1)间歇操作常用于粉状活性炭的大小规模使用。所用的设备是：不同大小的桶、缸、槽之类容器、过滤器、搅拌器等。过滤器有普通过滤、真空过滤或加压过滤等各种类型。
　2)连续操作常用于使用粒状活性炭的较大规模的生产，设备装置有：
a、固定床，是以活性炭为填充层，流体从上方或下方连续流入进行吸附的方法，因这种设备中活性炭在操作过程中固定不动。固定床根据流体量和处理要求有单床、多床串联和多床并联等方式。
b、移动床，是指活性炭间歇式移动吸附方式。要处理的流体从吸附塔底部流入，与活性炭逆流接触，处理后的流体从塔顶部流出。
c、流动床，这是连续式流动床吸附法，早期对糖进行脱色。活性炭在塔内形成膨胀层或流化状态，与从塔底部进入的流体更多的接触，然后连续排出塔外。如果流体流速过大，塔内活性炭膨胀率增大，不能保持层状移动，因此要严格调节流量。
影响吸附有哪些因素
影响吸附的因素有三方面：
A、活性炭方面
理想的活性炭要具有在多孔中能容纳大重量的吸附质的内表面和大孔容。微孔多的活性炭倾向于吸附小分子，大孔多的活性炭倾向于吸附较大的分子。因此总表面和孔容的数据不能用来评估活性炭的可能有效性。
B、吸附质方面
一般有机物的吸附随着分子量的增加而增加，直至分子太大进不了炭孔。非极性有机物较极性有机物更易从水溶液中被吸附，有其他有机物混存时会影响吸附，一般无机物不易被吸附。易液化或高沸点的气体较易吸附。混合气体中，纯净状态下易被吸附的气体优先被吸附。
C条件方面
温度影响扩散速率和吸附平衡，扩散速率与黏率有关，提高温度会提高扩散速率，而达到平衡加快，但是终的吸附量也较低。压力增高，气体的吸附量增大，尤其常压下吸附性较小的气体，这是变压吸附的基础。
PH值会影响溶液中有色物的吸附。许多有色化合物在不同PH值下会改变结构和色泽，在不同的PH值下会改变结构和色泽，在不同的PH值下用同样的活性炭处理同样的溶液，一般在较代PH值下有较佳的吸附。
由于活性炭制造时活化条件的不同而PH有异，为配合应用，活性炭PH值可在制造时调整。
怎样评价活性炭的吸附能力
吸附分液相吸附和气相吸附两类，液相吸附能力常以吸附等温线进行评价，气相吸附能力以溶剂蒸气吸附量评价。
吸附等温线表示一定温度下吸附系统中被吸附物质的分压或浓度与吸附量之间的关系，即当保持温度不变，可测得平衡吸附量和分压或浓度间的变化关系。以剩余浓度为横轴，以活性炭单质量的吸附量为纵轴可绘出关系曲线。
　　当保持分压或浓度不变，可测得平衡吸附量和温度间的变化关系，绘出关系曲线，即吸附等压线。由于在工业装置中少量成分吸附大致在等温状态下进行，所以吸附等温线为重要和常用。
　　溶剂蒸气吸附量表示气相吸附性能，可用颗粒活性炭的四氯化碳吸附率的测定为例，在规定的试验条件下，即规定的炭层高度、气流比速、吸附温度、测定管截面积、四氯化碳蒸气浓度的条件下，持含有一定四氯化碳蒸气浓度的混合空气流不断地通过活性炭，当达到吸附饱和时，活性炭试样所吸附的四氯化碳的质量与试样质量之百分比作为四氯化碳的吸附率。
　　活性炭应用中对于吸附能力，好用实际拟用的活性炭、操作的条件、具体的处理物进行评价测试。
　　活性炭的吸附量，即单位活性炭所吸附的吸附质的量，工业上也有称为活性炭的活性，活性有两种表示方法：
　　静活性-----即通常所指的吸附剂达到平衡的吸附量。
　　动活性----是指流体混合物通过活性炭床层，其中吸附质被吸附，经一些时间的运作，活性炭床层流出的流体中开始出现含有一定的吸附质，说明活性炭床层失去吸附能力，此时活性炭上已吸附的吸附质的量，就称为活性炭的活性。是设计大量的、经常的、重要的吸附系统所需的数据。
　　用液相等温线法测定活性炭吸附能力的标准实用方法，可用于测定原始的和再活化的和粉状活性炭的吸什能力。
活性炭在液相中有哪些除杂作用
活性炭在液相工艺中应用大都涉及去除杂质一类的精制或净化，其主要作用有：
　脱色、去除着色及其前体等杂质；脱臭、去除呈臭及其前体等杂质；脱异味杂质；脱硫类杂质；去除胶体类杂质；去除油类杂质；去除起泡类杂质；去除放射性类杂质；去除溶液中防碍过滤；结晶和纯度的杂质；去除水中三氯甲烷、氯等杂质；去除致浑浊杂质；去除热源杂质；去除废水中有害的杂质。
活性炭的比表面积越大、吸附力一定越大吗?
一般来说活性炭的比表面积（BET）越大，吸附力也越大，但是有时候却不一定。
BET是用氮气或丁烷的吸附方法测出活性炭总表面积的一种广用的参数。按理BET越大，吸附力就越大。可是在实际应用中这概念有局限性，因为活性炭的孔有大孔、中孔和微孔的区别，有时仅有部分的孔适合于某类大小吸附物的进入。
　　在液相应用中，通常有机物的吸附值分子量（分子大小）的提高而提高。直到分子大到不能进孔为止。理想的活性炭是具有大量恰好稍大于吸附物分子的孔。孔太小，吸附物进不了；孔太大，使单位体积的表面积减少。
　　在气相应用中，小分子被吸附进入微孔。这时总表面积的概念是合用的。至于活性炭对金属络合物的吸附，涉及化学键的形成，也不是BET越大越好。
影响粒状活性炭应用的主要性质是什么
应用粒状活性炭，尤其大量应用，影响效果和成本的活性炭主要性质是：吸附量；压降或床层膨胀；抗磨性；大小、水分、灰分、pH值和可溶物。
应用较为大量的粒状活性炭都装在柱型设备中，就要讲究压降(压头损失)或床层膨胀，是设计炭柱的必要因素。压降由微粒大小和大小分布所决定。床层膨胀由微粒大小、形状和大小分布以及微粒密度所决定。
　　大量使用粒状活性炭时，常加水以泵输送和以运输带脱水，因此要重视活性炭的损失量，讲求活性炭的抗磨性。
选用粉状活性炭还是粒状活性炭
要根据具体工艺目的结合两种活性炭的各自优点而选用。
粉状活性炭通常在液相应用，加入液体后经搅拌混合、过滤或沉降，而得所要的液体。以粉状活性炭处理的优点是：适用于间歇工艺；易控制加入量；可利用现成过滤设备；价格较低。粒状活性炭可用于液相，也可用于气相。一般将要处理的液体或气体连续通过活性炭柱。以粒状活性炭处理的特点是：适用于连续工艺与自动控制；较少活性炭耗量，使用的炭/液比高；较易清洁操作；因价较高大量使用时应予再生，且较易再生。
谈谈活性炭过滤原理
活性炭的吸附能力与水温的高低、水质的好坏等有一定关系。水温越高，活性炭的吸附能力就越强；若水温高达３０℃以上时，吸附能力达到极限，并有逐渐降低的可能。当水质呈酸性时，活性炭对阴离子物质的吸附能力便相对减弱；当水质呈碱性时，活性炭对阳离子物质的吸附能力减弱。所以，水质的ＰＨ不稳定，也会影响到活性炭的吸附能力。　　
活性炭的吸附原理是：在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度，再把有机物质杂质吸附到活性炭颗粒内，使用初期的吸附效果很高。但时间一长，活性炭的吸附能力会不同程度地减弱，吸附效果也随之下降。如果水族箱中水质混浊，水中有机物含量高，活性炭很快就会丧失过滤功能。所以，活性炭应定期清洗或更换。　　
活性炭颗粒的大小对吸附能力也有影响。一般来说，活性炭颗粒越小，过滤面积就越大。所以，粉末状的活性炭总面积大，吸附效果佳，但粉末状的活性炭很容易随水流入水族箱中，难以控制，很少采用。颗粒状的活性炭因颗粒成形不易流动，水中有机物等杂质在活性炭过滤层中也不易阻塞，其吸附能力强，携带更换方便。　　
活性炭的吸附能力和与水接触的时间成正比，接触时间越长，过滤后的水质越佳。注意：过滤的水应缓慢地流出过滤层。新的活性炭在第一次使用前应洗涤洁净，否则有墨黑色水流出。活性炭在装入过滤器前，应在底部和顶部加铺２～３厘米厚的海绵，作用是阻止藻类等大颗粒杂质渗透进去，活性炭使用２～３个月后，如果过滤效果下降就应调换新的活性炭，海绵层也要定期更换。
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