活性炭再生工藝優(yōu)化與效果分析

李曉照

摘 要：現(xiàn)階段的企業(yè)生產(chǎn)中活性炭的使用越發(fā)的廣泛，對(duì)于活性炭使用過程來看活性炭的資源供應(yīng)呈現(xiàn)出了緊張的趨勢(shì)，它的再生工藝一度引發(fā)了業(yè)界的高度關(guān)注。因此本文通過詳細(xì)的對(duì)于活性炭再生設(shè)備的關(guān)注，從技術(shù)管理工程到工程優(yōu)化角度來闡述分析活性炭再生工藝的使用，探究技術(shù)的要點(diǎn)和活性炭再生工藝優(yōu)化與效果分析。

關(guān)鍵詞：活性炭;再生工藝;優(yōu)化效果

隨著目前工業(yè)的蓬勃發(fā)展，增強(qiáng)廢活性炭的再生利用率一度引發(fā)了人們的關(guān)注。廢活性炭的再生可以有助于提高資源的有效利用，活性炭在社會(huì)中具有重要的資源的消耗，需要反復(fù)循環(huán)的使用。而活性炭的再生利用是行業(yè)不斷發(fā)展的必由之路，這也是目前經(jīng)濟(jì)的有效發(fā)展方式。本文主要針對(duì)現(xiàn)階段再生活性炭的優(yōu)化與效果進(jìn)行分析，探究制造出環(huán)保性活性炭的再生設(shè)備和生產(chǎn)工藝，有助于促進(jìn)活性炭工業(yè)的發(fā)展。

1 技術(shù)原理

廢活性炭的再生工藝就是結(jié)合現(xiàn)階段活性炭的再生核心原理，通過再生反應(yīng)來恢復(fù)活性炭的活性。其中活性炭恢復(fù)最重要的關(guān)鍵要素就是溫度的控制，我們要設(shè)定多個(gè)溫度來進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。要將廢活性炭進(jìn)行簡(jiǎn)單的清洗和雜質(zhì)的去除，優(yōu)化工藝之后進(jìn)行試探比的測(cè)試，來保障活性炭水分可以達(dá)到最佳的狀態(tài)，確?；钚蕴靠梢约皶r(shí)的對(duì)于廢渣進(jìn)行處理，有效的完善雜質(zhì)和廢棄物的析出，可以加強(qiáng)對(duì)于活性炭的重復(fù)使用，既能起到資源重復(fù)利用的效果，又能起到節(jié)能環(huán)保的功效。

2 工藝流程

活性炭在入庫(kù)處理前要先保持一定的水分，需要設(shè)備調(diào)節(jié)合適的水分比例，然后將雜質(zhì)較高的廢活性炭的雜質(zhì)剔除，經(jīng)過篩選之后，通過磁選將金屬過濾，確保廢活性炭的水分可以得到蒸發(fā)。在500℃的環(huán)境下對(duì)于活性炭的殘留雜質(zhì)進(jìn)行活性炭的吸附，最后在進(jìn)入800℃的高溫下對(duì)于活性炭中的雜質(zhì)進(jìn)行清除完成，實(shí)現(xiàn)活性炭的活性效果，確保廢活性炭的活性恢復(fù)能力。

3 不同類型再生方法對(duì)比選擇

3.1 熱再生技術(shù)

活性炭再生技術(shù)中，熱再生技術(shù)可以說是應(yīng)用時(shí)間最長(zhǎng)，同時(shí)也是歷史最為悠久的再生生產(chǎn)技術(shù)之一。該技術(shù)是指在高溫狀態(tài)條件下，通過將已經(jīng)吸附飽和的吸附質(zhì)實(shí)施熱分解的方法來實(shí)現(xiàn)內(nèi)部孔隙重新打開，進(jìn)而恢復(fù)活性炭的整體吸附性能。一般來說，熱再生技術(shù)主要包括有干燥、活化以及熱解三個(gè)不同的階段。加熱再生能夠作為分解吸附質(zhì)的材料，從而滿足通用性的實(shí)際要求，提升再生的效率與整體效果。由于整個(gè)過程中不存在廢液殘?jiān)?，所以更為環(huán)保。不過，該技術(shù)也存在較大的問題，每次再生都需要耗費(fèi)大量的能源，成本較高。

3.2 生物再生技術(shù)

活性炭生物再生技術(shù)主要借助于大量繁殖的微生物來實(shí)現(xiàn)活性炭表面吸附質(zhì)的降解，該技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)崿F(xiàn)活性炭吸附再生，操作的效率較高，成本卻很好控制，能夠有效降低再生化學(xué)試劑的使用量，能耗也更容易控制。值得注意的是，生物再生工藝包括有原位再生以及非原位再生，具體使用何種類型，需要同時(shí)考慮到成本以及實(shí)際的使用效果，進(jìn)行妥善的選擇。相比于其他類型的技術(shù)，該技術(shù)也具有協(xié)同水處理的效果，導(dǎo)致活性炭的整體質(zhì)量提升。

3.3 濕式氧化再生技術(shù)

活性炭濕式氧化再生技術(shù)是基于高溫高壓環(huán)境下，借助于純氧來實(shí)現(xiàn)液相狀態(tài)吸附氧化物分解的方式來達(dá)到提升吸附性能效果的目的。該技術(shù)能夠很好的滿足催化劑的使用要求，大幅度的降低小分子的吸附要求，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)低溫再生，對(duì)于能量的要求大大降低，提升了經(jīng)濟(jì)性。

3.4 化學(xué)藥劑再生技術(shù)

活性炭再生過程中使用化學(xué)藥劑再生，能夠在化學(xué)藥劑的幫助下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定脫除雜質(zhì)的目的。由于整個(gè)操作過程中不需要增設(shè)再生設(shè)備，只需要借助于藥劑就可以滿足工藝生產(chǎn)的要求，所以投資額度小，工藝難度低，更適應(yīng)于生產(chǎn)需求。不過，該技術(shù)也存在明顯的缺點(diǎn)，就是活性炭無法完全恢復(fù)，只能夠部分再生，同時(shí)也存在吸附質(zhì)再生過程中微孔堵塞的問題。

3.5 微波輻射再生技術(shù)

活性炭微波輻射再生技術(shù)是采用介于紅外與無線電波之間的電磁波來實(shí)現(xiàn)加熱處理，固定微波頻率調(diào)整好后，就可以通過高效加熱的方法來解決受熱不均勻等問題，進(jìn)一步改善處理的效率。微波輻射再生技術(shù)具有能量施加效率高的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)能夠通過調(diào)整微波的輸出功率來適應(yīng)不同類型的微波輻射需求。

3.6 超聲波再生技術(shù)

活性炭超聲波再生技術(shù)使用空化泡來達(dá)到吸附質(zhì)脫除的效果。該技術(shù)應(yīng)用過程中選擇自來水為再生液，通過溶液空化泡增大的方法來不斷提升振動(dòng)的頻率，從而達(dá)到最佳的處理效果。根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用情況來看，活性炭與再生液質(zhì)量配比為1：15即可滿足再生生產(chǎn)的整體要求，此時(shí)超聲波再生吸附質(zhì)處理效果較高，同時(shí)成本也容易控制。溫度與時(shí)間則應(yīng)該控制在20min和30℃，從而滿足生產(chǎn)控制目標(biāo)。

4 技術(shù)分析

4.1 再生率分析

廢活性炭的再生率是確?；钚蕴吭偕に囐|(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。在生產(chǎn)過程中對(duì)于廢活性炭的含水量和碳水比進(jìn)行控制，要做好一系列的指標(biāo)控制，要對(duì)于活性炭的生產(chǎn)工藝實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵的要素條件進(jìn)行控制。通過實(shí)驗(yàn)可以看出，對(duì)碳水比的控制是保證活性炭生產(chǎn)的關(guān)鍵，所以在活性炭再生工藝使用過程中要對(duì)活性炭的再生率進(jìn)行及時(shí)的把控，要對(duì)廢活性炭在不同環(huán)境下內(nèi)部雜質(zhì)處理的狀況進(jìn)行相互的比較。

通過圖表1的分析，由此可以看出溫度不斷的提升會(huì)對(duì)廢活性炭的析出效果不斷增強(qiáng)，如果停止升溫，只增加作業(yè)時(shí)間并不會(huì)對(duì)再生率和吸收效果產(chǎn)生質(zhì)變。因此在物質(zhì)析出過程中溫度的作用非常大，當(dāng)溫度達(dá)到800攝氏度的時(shí)候，再生率甚至達(dá)到了95%以上，由此可以看出廢活性炭中的雜質(zhì)廢物已經(jīng)不斷的被吸出。

4.2 光學(xué)觀察和元素分析

通過顯微鏡的觀察，可以探究不同的再生工藝下活性炭的效果?；钚蕴康谋砻孑^為平整，基本上沒有空隙，活性炭使用過程中往往會(huì)吸附大量的雜質(zhì)和有害物質(zhì)，通過再生工藝處理，使得原先活性炭吸附大量的雜質(zhì)和有害物質(zhì)可以得到凈化，其中的有毒有害物質(zhì)可以被吸出，確?；钚蕴靠梢约皶r(shí)的恢復(fù)其自身的活性。為了進(jìn)一步加強(qiáng)活性炭再生工藝的效果，要從化學(xué)角度，對(duì)于活性炭的元素進(jìn)行分析比較。在再生工藝處理前，整個(gè)活性炭元素中除了碳元素以外，還包括氮元素、硫元素，其含量都較高，但在經(jīng)過處理之后，其內(nèi)部的碳比重不斷的上升，硫和氮的比重在下降，說明廢活性炭之前吸附的有毒有害物質(zhì)可以有效的吸出，有利于活性炭活性的恢復(fù)。

4.3 吸附能力測(cè)試

對(duì)于活性炭的吸附能力測(cè)試是活性炭再生工藝處理前的最后一道程序，通常情況下檢驗(yàn)的方式有苯酚吸附法和碘吸附法等，這種吸附法是為了保證對(duì)活性炭的吸附能力進(jìn)行及時(shí)的評(píng)估和檢測(cè)，其中碘吸附測(cè)試是企業(yè)中較為常見的使用方式，吸附劑的再生率是用于評(píng)估吸附劑中的吸附物質(zhì)被解吸出來的程度，公式如下：

Y為吸附劑的再生率，m1為吸附前吸附劑的質(zhì)量，m2為吸附后吸附劑的質(zhì)量，m3為再生前吸附劑的質(zhì)量，m4為再生后吸附劑的質(zhì)量。碘吸附測(cè)試過程中產(chǎn)生的效果越明顯，對(duì)于活性炭的表面積越大，產(chǎn)生的吸附能力就越強(qiáng)?；钚蕴吭偕に嚳梢杂行У膶?duì)活性炭的吸附能力進(jìn)行檢驗(yàn)，測(cè)試再生活性炭的活性效果。

5 結(jié)束語

綜上所述，由于活性炭的循環(huán)利用具有較好的發(fā)展前景，因此活性炭的再生工藝的研究也是非常重要的。本文主要通過對(duì)活性炭再生工藝等相關(guān)設(shè)備的使用進(jìn)行分析，并結(jié)合現(xiàn)階段的生產(chǎn)加工提出了有利于活性炭的優(yōu)化和處理的方式，希望可以通過活性炭的再生工藝技術(shù)的不斷創(chuàng)新，加強(qiáng)活性炭再生工藝技術(shù)的使用，確?；钚蕴康难h(huán)利用價(jià)值得以提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]王玉紅.活性炭再生的實(shí)驗(yàn)研究[J].污染防治技術(shù)，2018，31 （05）：36-39.

[2]金琪琳.活性炭高溫活化技術(shù)在新疆某金礦的研究與應(yīng)用[J].世界有色金屬，2018（14）：236+238.