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煤質(zhì)柱狀活性炭的脫硫性能分析
來(lái)源:皓泉水處理 作者:Hnhqtl 日期:16-12-12 瀏覽:
脫硫活性炭吸附機(jī)理與過(guò)濾原理對(duì)比
脫硫活性炭在許多吸附過(guò)程中伴有催化反應(yīng),表現(xiàn)出催化劑的活性。例如脫硫活性炭吸附二氧化硫經(jīng)催化氧化變成三氧化硫。 由于脫硫活性炭有特異的表面含氧化合物或絡(luò)合物的存在,對(duì)多種反應(yīng)具有催化劑的活性,例如使氯氣和一氧化碳生成光氣。 由于脫硫活性炭和載持物之間會(huì)形成絡(luò)合物,這種絡(luò)合物催化劑使催化活性大增,例如載持鈀鹽的脫硫活性炭,即使沒(méi)有銅鹽的催化劑存在,烯烴的氧化反應(yīng)也能催化進(jìn)行,而且速度快、選擇性高。 由于脫硫活性炭具有發(fā)達(dá)的細(xì)孔結(jié)構(gòu)、巨大的內(nèi)表面積和很好的耐熱性、耐酸性、耐堿性,可作為催化劑的載體。例如,有機(jī)化學(xué)中加氫、脫氫環(huán)化、異構(gòu)化等的反應(yīng)中,煤質(zhì)柱狀活性炭是鉑、鈀催化劑的優(yōu)良載體。
脫硫活性炭吸附機(jī)理
(一)物理吸附說(shuō)
脫硫活性炭晶體是由諸多晶面組成的,晶面上碳原子呈六方形格子排列,每個(gè)碳原子以共價(jià)鍵與相鄰的三個(gè)碳原子相鍵合,晶格中形成空穴或空隙,處于晶體邊緣這些空穴或空隙將出現(xiàn)未飽和鍵,具有吸附活性?障抖扔弑砻娣e愈大,其活性點(diǎn)就愈多,吸附活性將愈大。活性炭的吸附是由于范德華力引起的物理吸附。
(二)電化學(xué)吸附說(shuō)
活性炭與氧接觸時(shí)被還原為羥基,并析出過(guò)氧化氫,碳失去電子而荷正電,故可吸附陰離子,其反應(yīng)為:
n02+2H20+2e-→H202+20H-
n
C一2e→C2+
(三)離子交換說(shuō)
含金浸出液中的Au(CN)2-在與活性炭作用時(shí)滯留在活性炭的微孔內(nèi)壁的活性中心上,這種活性中心(稱(chēng)為氧化性點(diǎn))能釋放出陰離子并與Au(CN)2- 進(jìn)行離子交換反應(yīng),從而使Au(CN)2 -吸附于活性炭上。
(四) 雙電層說(shuō)
金氰絡(luò)離子[Au(CN)2-]在活性炭微孔壁上活化點(diǎn)吸附后,形成局部負(fù)電區(qū),在靜電作用下,礦漿中的正離子Me+產(chǎn)生定向運(yùn)動(dòng),并與Au(CN)2-形成雙電層,雙電層不穩(wěn)定并進(jìn)而形成離子偶Me·Au (CN)2。離子偶在CO、H2及H2O等的氧化還原作用下,最終形成Au(CN)2、Au及Au3CN等。
脫硫活性炭吸附原理:
1.分類(lèi)
范德華力——物理吸附
化學(xué)鍵——化學(xué)吸附
項(xiàng) 目 吸 附 類(lèi) 型
物理吸附 化學(xué)吸附
作用力 分子引力(范德華力) 剩余化學(xué)鍵力
選擇性 一般無(wú)選擇性 有選擇性
形成吸附層 單分子或多分子吸附層均可 只能形成單分子吸附層
吸附熱 較小,一般41.9kJ/mol以?xún)?nèi) 較大,一般在83.7~418.7kJ/mol之間
吸附速度 快,幾乎不要活化能 慢,需要一定的活化能
可逆性 較易解吸 化學(xué)價(jià)鍵力時(shí),吸附不可逆
溫度 放熱過(guò)程;低溫有利于吸附 溫度升高,吸附速度增加
2.吸附等溫式
1)吸附平衡及吸附量
⑴.吸附平衡 吸附和解吸是一個(gè)可逆的平衡過(guò)程。當(dāng)吸附速度和解吸速度相等,就達(dá)到了吸附平衡。吸附量是吸附平衡時(shí)單位重量吸附劑上所吸附的吸附質(zhì)重量。它可以表示吸附劑吸附能力的大小。一定容積和一定濃度的吸附質(zhì)溶液中,投加一定的吸附劑,經(jīng)攪拌混合直至吸附平衡,即測(cè)定溶液中殘余的吸附質(zhì)濃度,穩(wěn)定不變時(shí)為止,則吸附量:
2)吸附等溫式
一定的吸附劑所吸附物質(zhì)的數(shù)量與此物質(zhì)的性質(zhì)及其濃度和溫度有關(guān)。表明被吸附物的量與濃度之間的關(guān)系式成為吸附等溫式。
固體表面吸附水溶液中溶解及膠體物質(zhì)
Freundlich吸附等溫式——低濃度
Langmuir吸附等溫式——單分子層
脫硫活性炭機(jī)械特性
(1)粒度:采用一套標(biāo)準(zhǔn)篩篩分法,求出留在和通過(guò)每只篩子的脫硫活性炭重量,表示粒度分布。
(2)靜觀(guān)密度或堆密度:飲食孔隙容積和顆粒間空隙容積的單位體積煤質(zhì)柱狀活性炭的重量。
(3)體積密度和顆粒密度:飲食孔隙容積而不飲食顆粒間空隙容積的單位體積煤質(zhì)柱狀活性炭的重量。
(4)強(qiáng)度:即煤質(zhì)柱狀活性炭的耐破碎性。
(5)耐磨性:即耐磨損或抗磨擦的性能。
這些機(jī)械性質(zhì)直接影響椰殼活性炭應(yīng)用,例如:密度影響容器大小;粉炭粗細(xì)影響過(guò)濾;粒炭粒度分布影響流體阻力和壓降;破碎性影響煤質(zhì)柱狀活性炭使用壽命和廢炭再生。
【凈水器球形活性炭過(guò)濾原理】
球形活性炭可去除水中嗅和味、色度、余氯、膠體、有機(jī)物(合成洗滌劑、農(nóng)藥、除草劑、殺蟲(chóng)劑、合成染料、三鹵甲烷、鹵乙酸、內(nèi)分泌干擾物如鄰苯二甲酸酯PAES等)、重金屬(如汞、銀、鎘、鉻、鉛、鎳等等)、放射性物質(zhì)等,是凈水器中使用最早、最廣泛實(shí)用的凈水材料。不僅一般活性炭?jī)羲,在家用反滲透純水機(jī),以及多數(shù)超濾、陶瓷、KDF、UV等凈水器中,都會(huì)用到活性炭。
球形活性炭和KDF都能去除水中余氯,但KDF和氯反應(yīng)生成鋅離子(Zn2+),可能會(huì)導(dǎo)致水中鋅超標(biāo),而用活性炭除氯則沒(méi)有這類(lèi)擔(dān)心。
球形活性炭在活化過(guò)程中形成大量的各種形狀的細(xì)微孔,構(gòu)成了巨大的具有吸附作用的表面積,其比表面積為500~1200m2/g,比表面積越大,吸附效果越好。
球形活性炭過(guò)濾原理是什么?球形活性炭對(duì)水中雜質(zhì)物的去除作用,是基于球形活性炭的活性表面和不飽和化學(xué)鍵。
由于球形活性炭的表面積很大(500~1500m2/g)。加之表面又布滿(mǎn)了平均直徑為2~3nm的微孔,所以活性炭具有很高的吸附能力。
同時(shí),由于球形活性炭表而上的碳原子在能量上是不等值的,這些原子含有不飽和鍵,因此具有與外來(lái)分子或基團(tuán)發(fā)生化學(xué)作用的趨勢(shì),對(duì)某些有機(jī)物有較強(qiáng)的吸附力。
研究證明,球形活性炭對(duì)氯的吸附,不完全是其表而對(duì)氯的物理吸附作用,而是由于活性炭表而起了催化作用,促使游離氯的水解,和產(chǎn)生新生態(tài)氧的過(guò)程加速。河南皓泉環(huán)?萍加邢薰臼菍(zhuān)業(yè)生產(chǎn)果殼活性炭,椰殼活性炭,煤質(zhì)柱狀活性炭,粉狀活性炭,等各種水處理材料的廠(chǎng)家,歡迎您的來(lái)電咨詢(xún):15136212388李先生 傳真:0371-85612066