點至500-1500規(guī)格可定做四氯化碳30-65未碳化物1水分5灰分5
褐煤活性炭因其發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)、的比表面積和的吸附性能,在工業(yè)廢氣處理中被廣泛應(yīng)用。以下是其主要應(yīng)用場景及技術(shù)要點:
1. 吸附揮發(fā)性有機物(VOCs)
- 應(yīng)用場景:化工、噴涂、印刷、制藥等行業(yè)產(chǎn)生的苯、甲苯、甲醛等有機廢氣。
- 技術(shù)形式:
- 直接吸附:廢氣通過活性炭床層,VOCs被吸附富集,凈化后的氣體排放。
- 吸附濃縮+脫附再生**:結(jié)合催化燃燒(RCO)或蓄熱燃燒(RTO),活性炭吸附低濃度VOCs后,通過熱脫附將高濃度廢氣送入燃燒系統(tǒng)處理,提高能效。
2. 去除惡臭氣體
目標污染物:硫化氫(H?S)、氨氣(NH?)、硫醇類等。
應(yīng)用領(lǐng)域:污水處理廠、垃圾填埋場、食品加工廠等。
改性褐煤活性炭:通過浸漬氧化劑(如高錳酸鉀)或堿性物質(zhì)(如氫氧化鈉),增強對特定惡臭氣體的化學(xué)吸附能力。
3. 處理酸性氣體(SO?、NOx等)
協(xié)同技術(shù):與濕法脫硫或SCR(選擇性催化還原)結(jié)合,活性炭作為吸附劑或催化劑載體。
改性應(yīng)用:負載金屬氧化物(如氧化銅、氧化鐵)的活性炭可催化還原NOx為氮氣(N?)。
4. 重金屬蒸氣捕集
典型場景:汞(Hg)、鉛(Pb)等重金屬蒸氣,常見于燃煤電廠、金屬冶煉、電子制造。
-浸漬活性炭:通過硫、碘等化學(xué)物質(zhì)改性,增強對汞蒸氣的化學(xué)吸附能力。
5. 二噁英與多環(huán)芳烴(PAHs)處理
應(yīng)用領(lǐng)域:垃圾焚燒、焦化廠廢氣。
吸附特性:活性炭對痕量劇毒物質(zhì)(如二噁英)吸附,常與布袋除塵器聯(lián)用。技術(shù)優(yōu)勢
靈活:適用于中低濃度、成分復(fù)雜的廢氣。
-成本可控:設(shè)備簡單,投資較低,尤其適合小型企業(yè)。
協(xié)同處理:可與其他技術(shù)(如催化燃燒、生物過濾)組合,提升整體效率。
局限性與注意事項
1. 溫度敏感:高溫廢氣需先冷卻,否則吸附效率下降。
2. 濕度影響:高濕度環(huán)境可能降低吸附能力,需預(yù)處理除濕。
3. 安全風險:
吸附有機廢氣時可能放熱,需防爆設(shè)計。
飽和活性炭屬于危險廢物,需合規(guī)處置。
褐煤活性炭是工業(yè)廢氣治理的“多面手”,尤其擅長處理低濃度、多組分的污染物。實際應(yīng)用中需根據(jù)廢氣特性(濃度、溫度、成分)選擇活性炭類型(顆粒、蜂窩、纖維)和配套工藝,同時關(guān)注再生成本與安全規(guī)范,以實現(xiàn)經(jīng)濟的污染控制。

褐煤活性炭物理法工藝過程及生產(chǎn)裝置
一、物理法的基本工藝過程
物理法制造褐煤活性炭的基本工藝流程是粉狀活性發(fā)生產(chǎn)流程,是無定形活性炭和成型活性炭生產(chǎn)流程。
由此可看出,物理法活性炭生產(chǎn)工藝大致包括以下主要工段,原料處理工段、活化工段、后處理工段和成品工段。
二、物理法工藝過程及相應(yīng)生產(chǎn)裝置
1.原料預(yù)處理工段
由于制備褐煤活性炭的原料種類很多,有木質(zhì)原料、煤質(zhì)原料、人造材料和工業(yè)廢料等,不同原料有不同的物理化學(xué)性質(zhì),包括不同的粒徑、粒徑分布和灰分、揮發(fā)分含量等,因此針對不同原料也需要進行不同的預(yù)處理。
預(yù)處理的目的有三個,是可以使得原料的外觀和粒度較適合炭化、活化設(shè)備,并滿足使用者對產(chǎn)品的要求;第二是可以除去大部分對活化反應(yīng)和產(chǎn)品性能不利的雜質(zhì);第三是可以盡可能減小原料發(fā)生石墨化的趨勢,從而有利于得到吸附性能優(yōu)良的活性炭產(chǎn)品。
為得到合適粒度的原料并除去雜質(zhì),可采用破碎、篩分、揚析和除鐵等工藝過程,并根據(jù)不同原料的特性選用相應(yīng)的礦石、糧食或者飼料加工設(shè)備。
因此可以通過控制溫度來控制活性炭產(chǎn)品的孔隙分布,從而制備具有不同用途的活性炭產(chǎn)品。一般而言,水蒸氣活化法的活化溫度控制在800~950℃.煙道氣活化的溫度控制在900~950℃,空氣活化的溫度控制在600℃左右。此外,對于不同的原料,活化溫度的影響也有區(qū)別。例如有研究發(fā)現(xiàn),以泥發(fā)為原料生產(chǎn)活性炭時,較高的活化溫度(1040℃)反而有利于提高微孔含量,低溫卻有利于中大孔的形成[28]。因此在生產(chǎn)過程中,應(yīng)根據(jù)原料、所制備活性炭的用途以及所采用的活化劑來確定活化溫度。
活化時間
在活化條件下,氣體活化按照造孔一擴孔步驟進行,即先開始在炭化料肉部形成大量的微孔,相鄰碳微晶之間原本閉塞的微孔也被打開,從而使活性發(fā)比表面積增大,吸附能力增強,而隨著反應(yīng)的進一步進行,碳微晶層面上的碳開始被消耗,使微孔變大、塌陷,直到相鄰微孔之間的孔壁被完全燒蝕形成中大孔結(jié)構(gòu),導(dǎo)致活性炭比表面積降低。由于反應(yīng)速率隨溫度變化而變化,不同原料的活化難易程度也不一樣,因此若活化溫度較低或者原料活化反應(yīng)性較差時,活化時間應(yīng)適當延長,反之亦然。

褐煤活性炭基本上是非結(jié)晶性碳,它由微細的石墨狀微晶和將它們連接在一起的碳氫化合物部分組成。 褐煤活性炭初的原料煤,經(jīng)炭化、活化等過程后,活性炭中部分碳原子之間已形成了微晶碳(活性炭的基本結(jié)晶),但是其面網(wǎng)結(jié)構(gòu)卻沒有采取石墨那樣規(guī)則性的積層結(jié)構(gòu),而是形成圖1-1(b)那樣的亂層結(jié)構(gòu)。除微晶碳外,活性炭前驅(qū)體經(jīng)炭化、活化等過程后仍然有部分未晶化的碳,活性炭被認為是由微晶群和其他未組成平行層的單個網(wǎng)狀平面以及無規(guī)則碳組成的多相物質(zhì)[。
目 前,在X射線衍射分析的基礎(chǔ)上,已發(fā)現(xiàn) 褐煤活性炭的微晶碳有兩種不同的結(jié)構(gòu),一種是類石墨結(jié)構(gòu)的微晶碳,其大小隨炭化溫度而變化,大小約由三個平行的石墨層所組成,其寬度約為一個碳六角形的九倍,它與石墨相比,微晶碳中平面面網(wǎng)之間排列不整齊,稱為“亂層結(jié)構(gòu)”,與石墨結(jié)構(gòu)的比較如圖1-1所示;另外一種微晶碳是由于石墨網(wǎng)結(jié)構(gòu)之間的軸向不同,面網(wǎng)之間的間距也不整齊,或石墨層間扭曲,可能因雜原子(如氧、氮等)的進入而穩(wěn)定,碳六面網(wǎng)被空間交聯(lián)而形成無序的結(jié)構(gòu)。Riley認為,在大部分碳材料中(包括活性炭)均含有這兩種結(jié)構(gòu)類型,而活性炭的終特性則取決于它是以哪種類型的結(jié)構(gòu)為主
褐煤活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)
①孔隙結(jié)構(gòu)的形態(tài)?;钚蕴康目紫妒窃诨罨^程中,基本微晶之間清除了各種含碳化合物和無序碳(有時也從基本微晶的石墨層中除去部分碳)之后產(chǎn)生的孔隙,孔隙的大小、形狀和分布等因制備活性炭的原料、炭化及活化的過程和方法等不同而有所差異,不同的孔隙結(jié)構(gòu)能夠發(fā)揮出相應(yīng)的功能。1960年杜比寧把活性炭的孔分為大孔(孔徑大于50nm)、中孔(或稱過渡孔,孔徑2微孔 50nm)和微孔(孔徑小于2nm)三類,
褐煤活性炭中的微孔是活性炭微晶結(jié)構(gòu)中彎曲和變形的芳環(huán)層或帶之間的具有分子尺寸大小的間隙??紫兜男螤钍切螒B(tài)各異的,使用不同的研究方法發(fā)現(xiàn):有些是一端封閉的毛細管孔或兩端敞開的毛細管孔,有些孔隙具有縮小的入口(瓶狀孔),還有一些是兩平面之間或多或少比較規(guī)則的狹縫狀孔、V形孔等。
根據(jù)制造方法、外觀形狀、用途功能以及孔經(jīng)大小的不同,可以將 褐煤活性炭分為不同種類。從形態(tài)來看,可以分為顆?;钚蕴亢头蹱罨钚蕴浚w?;钚运岵婵煞譃闊o定形和定形兩大類;依據(jù)原料的不同,可以將活性炭分為焦木質(zhì)、石油、煤質(zhì)和樹脂活性炭;根據(jù)使用功能的不同又可以分為液體吸附、催化性能、氣體吸附活性炭;從制造方法來劃分,又分為物理法、化學(xué)法和物理化學(xué)生活性炭。具體分類和主要用途。

褐煤活性炭在制藥領(lǐng)域的應(yīng)用
一、維生素
1.維生素 A
利用褐煤活性炭能吸附胡蘿卜素的性質(zhì),可將維生素A從胡蘿卜素中分離出來,也可利用活性炭將維生素A和維生素D分離,將從魚肝油制得的濃縮物那解在庚鎬里,并通過活性炭吸附柱過濾,然后,以新鮮庚烷洗提吸附物,則椎生素D被洗脫,其次為維生素A。
2. 維生素B(硫胺素)
維生素B:對維持人體正常的糖代謝具有重要的作用,也是抗神經(jīng)炎的因素,將酵母用水抽提,加入中性乙酸鉛使一些雜質(zhì)沉淀,過濾后濾液用氫氧化鋇處理使膠質(zhì)沉淀出來,過量的氫氧化鋇用硫酸除去,溶液中的其他雜質(zhì)用硫酸汞除去,并將活性炭加入濾液吸附硫胺素,后用0.1mol/L鹽酸的50%乙醇溶液來洗滌硫胺素,近年來也合成了結(jié)構(gòu)和維生素Bi相似的呋喃硫胺,又稱“新B┐"。
3.維生素 B3
維生素Ba,也稱為煙酸或維生素PP,是人體必需的13種維生素之一對于維持神經(jīng)系統(tǒng)健康和腦機能的正常運作有著重要的作用。褐煤活性炭對維生素 B:有著較強的吸附能力,吸附量可達100mg/g;同時也具備良好的緩釋性能,在較長的時間內(nèi)藥物緩釋平穩(wěn),從而實現(xiàn)長效的治療目的。
4.維生素 C
維生素C,即抗壞血酸,易被氧化成為去氫抗壞血酸,是一種強還原劑工業(yè)上由山梨醇為原料制造,但粗品要經(jīng)褐煤活性炭脫色后再結(jié)晶。維生素C液的脫色是一個很重要的程序,說它重要是因為維生素C太容易被氧化轉(zhuǎn)成去氫抗壞血酸,降低成品的品質(zhì)。而這一轉(zhuǎn)化程度又往往與炭的類型關(guān)系切,所以對炭的選擇就顯得特別關(guān)鍵,因活性炭本身是促使轉(zhuǎn)化的催化劑,如含氮元素的炭具有很強的氧化能力,而只有含氧官能團的炭才具有還原性另外,脫色時介質(zhì)的氛圍也很關(guān)鍵,在溶液中脫色時充氮或使用硫化鈉、硫硫酸鈉浸漬活性炭也可減弱抗壞血酸的氧化。也有將活性炭制成濕炭使用,活性炭浸水后可以將炭孔隙中的空氣排走,但好還是選擇一種稱為“抗氧活性炭”的制品。除了炭的性能外,炭中含有的雜質(zhì)也很關(guān)鍵,特別是含鐵很低,好是100mg/kg以下。近年在開發(fā)使用顆?;钚蕴垦b填吸附塔進行續(xù)脫色。
5.維生素D
維生素D,為類固醇類衍生物,有五種化合物,存在于部分天然食物中具有抗佝僂病的作用。利用褐煤活性炭將維生素D從自溶酵母中
6.維生素 E
維生素E,是一種脂溶性維生素,溶于脂肪和乙醇等有機溶劑中,能夠改善血液循環(huán)、促進性激素分泌。維生素E存在于芝麻油中,在用褐煤活性炭對芝麻油進行脫色處理的時候,會吸附部分維生素E。采用活性炭處理芝麻油時,維生素E的損失小,損失量約為5%。
7.維生素 G
維生素G,又叫核黃素,是體內(nèi)黃酶類輔基的組成部分,缺乏時會影響機體生物氧化和新陳代謝。應(yīng)用吸附劑從乳清中制備維生素G的濃縮物。乳清中的維生素,先在低溫下用白土吸附,然后用熱水洗滌出來,洗滌液中的維生素用活性炭吸附聚集,然后用乙醇-苯混合液解吸,之后蒸去乙醇和苯而得到維生素G。
8.維生素 H
維生素H,是水溶性的維生素,是脂肪和蛋白質(zhì)正常代謝不可缺少的物質(zhì),維持人體生長、發(fā)育和健康,利用活性炭從米糠中獲得增濃60~90倍的維生素 H(后來證明其為維生素B6和維生素B5的混合物)。這個過程之所以獲得成功,是依賴于預(yù)先的幾個步驟。經(jīng)酸化的米糠提取液用白土來吸附維生素 B,濾液經(jīng)中和后加以蒸干,進而用無水乙醇來萃取此固體干物質(zhì),萃取物利用水稀釋后使用活性炭來吸附其中的維生素H。后再用正丁醇或其他適當?shù)娜軇⒒钚蕴可系木S生素H洗滌出來。
二、抗生素
1.青霉素
青霉素是抗生素的一種,具有抗菌殺菌的作用。早期提取青霉素的方法主要是采用活性炭吸附,然后使用有機溶劑洗提。
將青霉素菌種接種在滅菌的適當肉汁培養(yǎng)基內(nèi),在無菌條件下經(jīng)70~80h的發(fā)酵,當發(fā)酵完成后將肉汁過濾,此肉汁中含青霉素百萬分之三十左右,冷卻到可操作的低溫度,以防止青霉素被破壞。然后加入足量的活性炭來吸附青霉素。此混合料攪拌10min后過濾,炭濾餅用適當?shù)娜軇┫礈烨嗝顾亍O礈鞎r,應(yīng)先將炭濾餅從濾機上取下,然后與溶劑混合攪拌20min過濾,這樣效果好些??捎谜婵照麴s法將丙酮分離,所得之青霉素濃縮液冷卻至0℃并酸化至pH=2,再溶于某些有機溶劑中,例如乙酸乙酯、醇、醚、戊酸乙酯、環(huán)己烷、三氯甲烷等。將含有青霉素的有機溶劑與稀碳酸氫鈉溶液混合,形成的青霉素鈉鹽溶于水相,經(jīng)與有機溶劑分離后,在冷凍和高真空下去水?;钚蕴恳灿糜谇嗝顾厣a(chǎn)中的過濾環(huán)節(jié)。
鏈霉素
1943年,美國科學(xué)家塞爾曼·A·瓦克斯曼從銷等菌中提取獲得了銷霉菌,該菌是一種從灰鏈霉菌培養(yǎng)液中提取的抗生素,屬于氨易帶資操性化會物,易溶于水,不溶于大多數(shù)有機溶劑,活性炭在銷霉需的生產(chǎn)過程中主要配到脫色的作用。純凈的淡灰鏈絲菌接種在無蕖培養(yǎng)基上,保持無需條件下與空氣在25~30℃下接觸發(fā)酵數(shù)天,將此培養(yǎng)肉汁過濾,濾液調(diào)節(jié)傳度至pH0=7。然后加入活性炭,褐煤活性炭的添加量影響脫色過程,應(yīng)該嚴格控制,添加量不夠吸附不完全,但添加量大多則降低洗滌產(chǎn)量,過濾將炭與溶液分離。用乙醇洗滌炭餅,以除去吸留于炭上的雜質(zhì),然后用已經(jīng)酸化過的甲酶將鏈霉素從觀上洗滌下來(在酸性環(huán)境活性炭無法吸附鏈霉素),將此洗滌液中和后嚴格控制條件,采用真空蒸發(fā)得到純度為25%~30%的粗品。后利用活性炭在pH-2時不吸附鏈霉素而可吸附雜質(zhì)的特性來精制,再利用活性炭在pH=7時可吸附鏈霉素的特性,將它分離出來,炭上的鏈霉素用酸度調(diào)節(jié)到pH=2.5的新丙酮洗滌出來,經(jīng)濃縮析出純品,
三、去致熱原
凡不經(jīng)人和動物腸胃吸收的藥物,而采用靜脈灌注或皮下注射的藥物。其水溶液消毒滅菌顯然是極重要的。藥液中雖然不存在微生物,但仍不能用作注射液,這是由于在消毒時溶液中的細菌形成了某種副產(chǎn)物,某些細菌還產(chǎn)生耐熱性的物質(zhì),這些物質(zhì)總稱為熱原(pyrogen),當注射液(針劑或大輸液)中含有熱原時,注射到動物體內(nèi)在15min~8h內(nèi)即發(fā)生一系列生理反應(yīng),其特征是發(fā)熱、發(fā)抖又伴隨著體溫降低,還可能發(fā)生惡心、嘔吐、頭痛和蛋白尿等。
普通蒸餾水中可能存在大量的致熱原,如采用蒸餾法去除致熱原,則需要特殊設(shè)計的蒸餾裝置。但只要在水中加入很少的粉狀活性炭(如0.1%)接觸數(shù)分鐘就可除去致熱原。要濾去活性炭要有的濾器,既要固態(tài)物完全濾去又要有滅菌要求,
當加入右旋糖等藥物于經(jīng)過制備的水中時,還能導(dǎo)入致熱原,因此不能采用蒸餾法凈化而應(yīng)用活性炭吸附。然而有些藥物會被活性炭吸附而使有效成分降低,因此要考慮這一因素而適當加大投藥量,以抵消被吸附的藥物量,很奇怪,顆?;钚蕴渴菬o效的,只有粉狀活性炭才適用。

褐煤活性炭添加量
添加量是影響褐煤活性炭液相吸附性能的一個重要因素。增大活性炭的添加量。有助于增加吸附活性位。提高吸附效果,但是也會增加吸附過程中的吸附阻力。因此,要確定合理的添加量,大限度地發(fā)揮活性炭的吸附性能,達到理想的吸附效果。
佳添加量可以通過實驗研究確定,但實踐證明,生產(chǎn)過程中的實際使用量通常比實驗室獲得的添加量要少,原因尚不明確,需要進一步研究。因此,對于褐煤活性炭添加量的確定,通常是根據(jù)實踐經(jīng)驗來確定。由于每次使用的工況不一樣,且每批活性炭的性能也不同,這就需要構(gòu)建一個
實驗研究和實踐使用之間的比例關(guān)系,同時輔以操作者的成熟經(jīng)驗。一般來說,在添加炭樣5~10min 后進行取樣觀察,判斷是否正確。時間
脫色或精制所需的時間,受許多因素影響,如炭的粒度、炭的用量、液體溫度和黏度等,一般需要10~60min。炭越細或用炭量越多則時間越短,當液體黏度大或用炭量很少時則時間就長些。對給定的色素和給定的活性炭種類,在同一條件下,隨著時間的延長,單位質(zhì)量的活性炭對色素的吸附變化并不大。表5-1為三種色素在溶液的平衡濃度為0.1mmol/L時,在25℃時,活性炭對色素的吸附量隨時間變化的情況。

褐煤活性炭在食品工業(yè)中的應(yīng)用
蔗糖
我國是世界第四大產(chǎn)糖國,每年的食糖總產(chǎn)量約為1300t。澄清工藝是制糖生產(chǎn)的環(huán)節(jié),也是關(guān)鍵環(huán)節(jié),對于提高產(chǎn)品質(zhì)量和糖分回收具有重要作用。吸附脫色是一種重要的澄清工藝。在活性炭未出現(xiàn)時,主要是用骨炭來處理。骨炭是由牛骨干燥破碎后,于600~850℃下隔絕空氣干餾制得,收率為65%左右。由于骨炭的灰分含量大,含碳量低,脫色效果比較差。之后逐漸被褐煤活性炭所取代。
從20世紀初成功制造褐煤活性炭開始,首入應(yīng)用領(lǐng)域的是蔗糖脫色精制,蔗液的精制有許多步驟。以石灰來澄清,再濃縮結(jié)晶出初步精制的糖,稱粗糖,純度約96%。經(jīng)洗滌的結(jié)晶再溶解在水中,成為50%~60%的糖液,再下一個步驟就是澄清,主要是加入石灰使糖液成微堿性,再用磷酸中和,生成的磷酸鈣可吸附雜質(zhì),用過濾法除去,然后用活性炭脫色。
我 國蔗糖盛產(chǎn)于華南地區(qū),其生產(chǎn)方法很少采用由紅糖加工精制成白糖,所以沒有大量使用骨炭或褐煤活性炭。糖廠都采用二氧化硫漂白,將色素還原,這就有可能在以后同空氣接觸的過程中,顏色會泛黃,但大部分的有色膠體都能被所形成的亞硫酸鈣吸附除去。不過當糖色重時,以活性炭脫色還是很必要的,并還有脫臭作用。而二氧化硫漂白,既不環(huán)保又對人體有危害,應(yīng)加以改進。
利用活性炭脫色時,糖液的pH值至關(guān)重要。偏酸性時易引起糖的轉(zhuǎn)化,但脫色效果好,因此控制pH=7為佳。糖液稀有利脫色。