废气废水处理活性炭-双桥淄博活性炭

硝酸生产过程中要排放大量的硝酸尾气，其中含有NO,，危害。我国现有硝酸生产工厂50多家，硝酸尾气中NO，的浓度一般为(500~1000) mg/L，每年排入大气的NO,(以NO2计)约为6万吨。如果能回收这些 NO,，不仅控制了对环境的污染，同时可以增产硝酸，降低生产成本”。
目前西南化工研究院已开展了硝酸尾气的吸附法回收治理工业性试验研究工作，研究表明，淄博活性炭净化气中NO，浓度可控制在低于0.02%，对应尾气中 NO，浓度从0.04%~0.8%，回收气中NO，浓度变化范围可从0.8%~5%可以返回系统生产硝酸。
对石灰窑气等废气中氮氧化物的脱除技术，西南化工研究设计院已开发或功，并申报国家专利。对烟道气中氮氧化物的脱除，根据烟道气组成采用 TSA法与其他化学技术处理法可有效控制氮氧化物的排放量。
提纯一氧化碳
我国每年生产黄磷40X10t，生产过程中每生产1t黄磷会产生2500m气，每年产生的尾气量达10X10°m，其主要成分为一氧化碳(85%~90%) CO是一种易燃的气体，又是一种重要的碳化工原料。尾气中含有的 P、S、As、F等及其化合物的有毒组分未经处理排放到大气中将严重污染境，，所以有效处理黄磷尾气具有非常重要的意义。近年来国内外在净化黄磷尾气和开发黄磷尾气领域已开展了较多工作，其中西南化研究院开展了尾气处理的动态吸附研究实验，取得了可循环操作的TSA 净化流程，并结合自己的CO提纯专有技术，已转让一套采用吸附法从黄磷尾气化并提纯CO 的工业装置。

活性炭在气相中的应用
吸附量小，因此适用于有机废气净化，且当活性炭吸附达到饱和时，可用水蒸气再生，回收有用成分。活性炭吸附法对低浓度溶剂并且对几乎所有溶剂都能进行有效的处理。特别是低浓度溶剂的活性炭吸附法中，可以比较容易地净化到mg/kg程度。这种倾向，在以防治公害为目的的回收中，显示出活性炭吸附法的性。
1.活性炭溶剂回收原理
溶剂回收，是旨在通过一定的回收工艺将有机废气回收并可以重复应用到生产中，减少大气污染、降低生产成本。活性炭吸附法用于溶剂回收，是通过将有机溶剂蒸气通入活性炭吸附塔中，利用活性炭优良的吸附性能吸附并脱除有机蒸气、净化空气。吸附饱和的活性炭，可以采用水蒸气进行再生，再生后的活性炭可以循环使用。
活性炭溶剂回收技术适合于溶剂蒸气浓度为1~20g/cm的气体回收溶剂，而且其回收效率大于90%;溶剂蒸气浓度与空气混合物的浓度能够保持低于爆炸下限，所以生产比较安全;活性炭回收溶剂成本低，工艺简单，适用范围广。
2.回收溶剂技术对活性炭的质量要求
活性炭用于溶剂吸附回收，需要循环使用，所以要求活性炭具有良好的化学稳定性、耐磨性、吸附容量以及较小的床层阻力。目前我国溶剂回收用活性炭已大量生产，其中煤基溶剂回收用活性炭生产主要集中在我国西北宁夏回族自治区及周边地区，年生产能力已超过8万吨，产品主要质量指标见表6-5。与球形活性炭相比，柱状活性炭存在床层阻力大、气固接触面积小等问题，国外开发生产球形活性炭用于溶剂回收，显著提高溶剂回收效率。但国内活性炭生产企业，由于没有解决球形活性炭的强度问题，所以没有大规模的生产。
表6-5 煤基柱状溶剂回收活性炭主要质量指标
直径/mm 堆密度/(g/L) 灰分/% CCL吸附值/% 碘值/(mg/g)
1.5-5 380~520 4~14 60-90 900-1050
除用于溶剂回收的煤基活性炭外，各种常用的溶剂回收用活性炭的性质见表 6-6。
表 6-6 常用的各种溶剂回收用活性炭的性质
项目 成型颗粒状 破碎炭 粉末炭 纤维状炭 球形炭
制造原料材、果壳、果核煤、石油系、木煤、木材壳、果核煤、木材、果合成纤维、石油系、煤沥青等煤、石油系

活性炭溶剂回收过程主要由以下4个基本阶段构成。
(1)吸附吸附过程可持续到从炭层到吸附区出口，使之达到极限的放空浓度。这样来选择吸附器的尺寸和物流速度，到放，炭层的操作时间与操作周期相吻合(例如:8h白天操作，夜晚进行再生)。然而，在很多情况下是临近放空时就转换到第二个吸附器(并联设备)，转换过程好利用浓度传感器控制的自动控制系统。
(2)解吸吸附饱和的活性炭是在120~140℃利用水蒸气进行再生;对于高沸点溶剂，则需要提高蒸汽温度。解吸时，可以使用萃取洗提部分溶剂，直到炭层的终温。对于容易分解的溶剂，解吸过程需要谨慎。有些需要在炭层中增加加热装置，这样可以减少蒸汽用量，增加冷凝液的浓度。使用的蒸汽，一部分用于解吸，一部分用于洗脱。而对于湿活性炭来说，用于解吸和用于洗脱的量会有不同，因为解吸活性炭吸附的水需要大量的能量。
因此，在从具有较高相对湿度的空气中回收溶剂时或者在利用湿蒸汽作为解吸剂时，装有炭层的吸附器的生产能力会有所降低。因此蒸汽耗量与被提取的溶剂量之比，仅在评价解吸程度时才有意义。通常从经济观点出发，解吸过程可在达到一定残余容量的条件下中止;在二次回收循环中，应考虑到原始吸附能力的降低。在大多数情况下，以蒸汽来解吸30~40min也已足够了，但却极少见到用60min的情况;在某种程度上，这是与所用蒸汽的湿度有关。
(3) 干燥在以蒸汽置换解吸过程结束时，活性炭的孔隙和炭料颗粒的间隙均被水蒸气所饱和。这就大大降低了在二次循环中，大量溶剂的吸附。因此，炭层应当干燥，这通常以热空气和干蒸气来实现。因为在设备的死角和炭料颗粒间的空间内仍有残留溶剂，尽管已被解吸，但还没有从吸附器中逸出，

溶剂回收通常应用小容量固定床吸附器，在大多数情况下均是立式圆简形过滤器、炭料层高度多为50~100cm，更高的炭层则不常见，活性炭料层常常堆积在由石英砾石或者其他陶瓷材料构成的支撑层之上，这种一来可形成活性炭与置于设备底部的金属丝网或多孔饰网直接接触，从而使被净化的空气能较为均匀地分配。这样支撑层具有蓄热器的功能，它可在水蒸气再生的过程中使其加热，而后又把热量传给空气，再传热使炭层干燥，众所周知，惰性陶瓷球同时可作为不固定的罗底织物层的支承层的设备，
常用柱形活性炭颗粒作填料，因为由于这种形状可以使之建立没有通路形成的密实层。在大多数情况下、被净化气体的流向是自下而上，为了快速吸附蒸气(例如氯代经类)、物流的线速度约为50cm/s，而对于吸附其他溶剂的戴气、则其线速度约为30cm/s。在回收极易挥发的溶剂时，可降低物流速度，同时需要转移空气流中的热量，热量的转移通常是借助于在炭料中配置冷却蛇管来实现。
某些溶剂在同热的或者潮湿的活性炭接触的情况下，会发生局部分解。例如在用水燕气再生时，如含氯烃类可分解出盐酸，醚类可被水解，而丙酮，丁酮或者甲基异丁基酮这样的酮类可生成乙酸、二乙酰或者其他的裂解产物。在这些场合利用钢制成的设备或是山陶瓷砌成的或者用合成涂料涂层的吸附器。如果空气中含有腐蚀组分，需在吸附之前去除掉。

室内用活性炭的功能和应用
据统计，人类约有70%的时间在室内度过。比起室外空气污染，室内境污染对健康的危害更为直接，危害程度更大。20世纪70年代出现的“建筑物综合征”、“军团病”等病症经研究发现与室内空气有关，之后研究发肺癌和哮喘也与室内空气污染有关，甚至新生儿畸形、智力低下等问题主要因也是室内空气污染。这些研究结果使得人们越来越重视室内环境污染。有部门评估了室内空气污染的结果，显示我国每年由室内污染引起的超额死亡已达十余万人，并且在逐年增加[20]。目前，室内空气污染的治理方法主要吸附法、化学喷涂法、光催化氧化法等，其中活性炭吸附法由于其治理效好、使用方便、成本低等优点而广泛应用。
室内污染源种类、危害及来源
室内空气污染物种类繁多，主要有生物性污染物(细菌)、化学性污染(甲醛、甲苯、苯等挥发性有机物)、放射性污染物(氧及其子体)。这些污染来源广泛，但是浓度较低，属于低浓度污染物[21]。活性炭用于室内污染物理主要是针对化学性污染物。
1.甲醛污染
甲醛(formaldehyde)，一种室温下无色具有强烈刺激性气味的气体，易于水以及乙醇、乙醚等有机溶剂，其40%的水溶液称为“福尔马林”，是医行业普遍采用的消毒剂。甲醛还是重要的工业原料和试剂，主要用作合成脂、燃料、药品、试剂和多种化工产品，如脲醛树脂、三聚氰胺甲醛、氨基醛树脂、酚醛树脂等。
室内甲醛主要来源于以下几个方面:用作室内装饰的胶合板;②用人造板制作的家具:
③含甲醛的装饰材料如墙布、贴墙纸、化纤地毯、泡沫塑料等;

活性炭在制备过程中，由于活化剂(水蒸气、氢氧化钾、磷酸等)侵蚀活化作用，产生大量的孔隙结构，这些孔隙结构的形成，增加了活性炭的比表面积，使其具备的吸附能力。活性炭的吸附能力不但与其孔隙结构有关，还与其表面化学性质一-表面的化学官能团、表面杂原子和化合物有关。不同的表面官能团、杂原子和化合物对不同的吸附质有明显的吸附差别。在活化过程中，活性炭的表面会形成大量的羟基、羧基、羰基等含氧表面配合物，不同种类的含氧基团是活性炭的活性位，它们能使活性炭表面呈现微弱的酸性、碱性、氧化性、还原性、亲水性和疏水性等。这些构成了活性炭性能的多样性，同时影响活性炭与活性组分的结合能力。一般而言，活性炭表面含氧官能团中的酸性化合物越丰富，吸附极性化合物的效率越高;而碱性化合物较多的活性炭易吸附极性较弱的或非极性的物质。
为了增强活性炭的吸附能力，常常对其进行改性处理。通过化学氧化、还原以及负载等改性方法可使活性炭表面的化学性质发生改变，增加酸碱基团的相对含量可选择吸附极性不同的物质，或通过增加特定的表面杂原子或化合物来增强对特定吸附质的吸附。