活性炭是由石墨微晶、单一平面网状碳和无定形碳三部分组成,其中石墨微晶是构成活性炭的主体部分。活性炭的微晶结构不同于石墨的微晶结构,其微晶结构的层间距在0.34~0.35nm之间,间隙大。即使温度高达2000 ℃以上也难以转化为石墨,这种微晶结构称为非石墨微晶,绝大部分活性炭属于非石墨结构。石墨型结构的微晶排列较有规则,可经处理后转化为石墨。非石墨状微晶结构使活性炭具有发达的孔隙结构,其孔隙结构可由孔径分布表征。活性炭的孔径分布范围很宽,从小于1nm到数千nm。有学者提出将活性炭的孔径分为三类:孔径小于2nm为微孔,孔径在2~50nm为中孔,孔径大于50nm为大孔。
活性炭过滤吸附原理
根据吸附过程中,活性炭分子和污染物分子之间作用力的不同,可将吸附分为两大类;物理吸附和化学吸附(又称活性吸附)。在吸附过程中,当活性炭分子和污染物分子之间的作用力是范德华力(或静电引力)时称为物理吸附;当活性炭分子和污染物分子之间的作用力是化学键时称为化学吸附。物理吸附的吸附强度主要与活性炭的物理性质有关,与活性炭的化学性质基本无关。由于范德华力较弱,对污染物分子的结构影响不大,这种力与分子间内聚力一样,故可把物理吸附类比为凝聚现象。物理吸附时污染物的化学性质仍然保持不变。
活性炭过滤应用范围
1.活性炭过滤常用于水处理设备过滤、污水处理、中水回用等等。广泛应用于化工、食品、医、电子光负等。
2.用于要求出水浊度≤5mg/L能符合饮用水质标准的工业用水、生活用水及**给水系统;
3.工业污水中的悬浮物、固体物的去除;
4.可用作离子交换法软化、除盐系统中的预处理设备,对水质要求不高的工业给水的粗过滤设备;以及用在游泳池循环处理系统、冷却循环水净化系统等。
蜂窝活性炭具有比较面积大,通孔阻力小,微孔发达,高吸附容量,使用寿命长等特点,在空气污染治理中普遍应用。选用蜂窝活性炭吸附法,即废气与具有大表面的多孔性活性炭接触,废气中的污染物被吸附分解,从而起到净化作用。蜂窝活性炭可广泛用于各种气体净化设备和废气治理工程,实践,净化效果比普通好。用蜂窝活性炭可不同程度去除的污染物和酸碱性气体等。
蜂窝状活性炭基材结构为立体三维状结构,增加了气体与活性炭的接触时间和接触面积,具有较高的吸附容量,从而有效地提高了吸附效率,增强了吸附效果。废气与具有大表面的多孔性蜂窝活性炭接触,废气中的污染物被吸附分解,从而起到净化空气的作用。
蜂窝活性炭可直接使用或置入净化柜、吸附床使用,若废气浓度高,排放量大,可两台净化柜、吸附床轮换使用。在使用过程中,尽量避免温度过高,温度过高会降低吸附量,吸附量随温度上升而下降;同时要避免高含尘量和油雾,因为焦油尘雾会堵塞活性炭微孔,增加阻力,降低吸附效果,如果使用环境含有大量浓尘和焦油,应加装前级除尘过滤才能达到使用效果和长使用寿命。
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