危废活性炭热再生及其废气处理技术研究与应用——以福建某炭业公司废活性炭再生项目为例

为实现危废活性炭资源再生利用并减少再生过程的二次污染,该文以福建省某炭业公司再生饱和危废活性炭项目为例,针对吸附有机物(不含重金属)的饱和危废活性炭,论证了热再生工艺及脱附废气处理方案的合理可行性,并对脱附废气中二噁英、酸性气体等的去除提出有效措施。     

活性炭纤维吸附-催化燃烧法处理大风量低浓度VOCs废气

介绍一种适合于大流量低浓度VOCs废气处理装置。采用活性炭纤维吸附-催化燃烧法工艺,结合多吸附单元循环吸附、脱附再生过程,实现连续、高效、节能的处理效果。     

多相催化湿式氧化法再生活性炭反应条件

活性炭是水处理中常用的一种有效吸附剂 ,其再生具有重要意义 .采用动态吸附法吸附苯酚溶液的方法 ,模拟活性炭的吸附饱和过程 ;采用浸渍法制备CuO/Al2 O3 催化剂 ;在高压反应釜中对吸附饱和的活性炭进行多相催化湿式氧化 ,使活性炭得以再生 ,并氧化分解被脱附析出的有机物 .在温度 2 10℃、氧分压 0 .6MPa下 ,反应 1h的活性炭再生效率为 4 7.0 % ,出水化学需氧量 (COD)为 36 7.0mg·L-1.结果表明该方法可有效再生活性炭 ,并使出水的COD明显下降 .还考察了反应温度和反应时间等因素对活性炭再生效率和出水COD的影响     

电热再生法脱附高沸点有机溶剂的研究

运用电热再生法研究吸附了不同沸点、不同分子量的挥发性有机溶剂（VOCs）异辛烷、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、甲基丙烯酸正丁酯的活性炭纤维的再生效果,考察了再生温度对活性炭纤维再生效率的影响.结果表明：再生温度低于VOCs沸点时,VOCs在活性炭纤维中难被脱附;相同再生条件下,长链状分子结构VOCs气体比较难从活性炭纤维中脱附出来;当再生温度高于200℃时,活性炭纤维吸附性能随再生次数增多而明显下降.     

电热再生法脱附高沸点有机溶剂的研究

运用电热再生法研究吸附了不同沸点、不同分子量的挥发性有机溶剂(VOCs)异辛烷、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、甲基丙烯酸正丁酯的活性炭纤维的再生效果,考察了再生温度对活性炭纤维再生效率的影响.结果表明:再生温度低于VOCs沸点时,VOCs在活性炭纤维中难被脱附;相同再生条件下,长链状分子结构VOCs气体比较难从活性炭纤维中脱附出来;当再生温度高于200℃时,活性炭纤维吸附性能随再生次数增多而明显下降.     

吸附、催化燃烧法治理有机废气的研究

介绍了试验工艺流程、主要设备、控制方法及试验结果．采用蜂窝状活性炭吸附浓缩，小风量热空气脱附催化燃烧的工艺，完成了处理风量25000～30000m3／h含苯系物废气的工业试验．研究结果表明：对苯系物吸附净化效率在90％左右，排放浓度＜100mg／m3，达到国家排放标准；用催化燃烧排放的热废气对蜂窝状活性炭脱附再生安全、有效、节能；催化燃烧过程可利用自身燃烧热进行或只耗少量电能；在国内首次实现工业微机对该工艺自动控制，解决了手工操作难以实现的控制过程，数据采集方便，准确．该方法具有设备体积小、耗能低、维修操作方便等特点，是治理低浓度、大风量有机废气的可行办法．     

介孔吸附剂SiO2-TiO2的合成及其水蒸气吸附性能

采用溶胶-凝胶法制备介孔吸附剂SiO2-TiO2,通过N2吸附-脱附等温线和透射电镜对SiO2-TiO2的结构及形貌进行表征,考察钛掺杂硅胶中钛含量对硅胶结构的影响.用动态水蒸气吸附分析仪研究SiO2-TiO2吸附剂对水蒸气的吸附和再生性能,并通过程序升温脱附测试估算了饱和吸附水的脱附活化能;最后采用Frenkel-Halsey-Hill模型分析吸附剂的粗糙程度及孔径分布范围.结果表明,随着钛/硅摩尔比的减小,材料的比表面积增大,孔径分布变窄,平均孔径减小,吸附水的脱附活化能降低,且吸附剂再生温度低,在低相对湿度即30％以下时的水蒸气吸附性能较MCM-41型二氧化硅强.     

活性炭纤维在挥发性有机废气处理中的应用

因活性炭纤维比普通活性炭性能优异、吸附量大，吸附脱附速度快，因此被应用于挥发性有机废气中苯系物、醋酸丁酯、甲醇等的吸附．介绍了活性炭纤维的分类、制备工艺、结构和性能．并展望了活性炭纤维在环保领域挥发性有机废气处理中的应用前景．     

活性炭的电化学再生机理

通过研究ＰＨ值对苯酚在活性炭上的吸附平衡的影响,活性炭在不同电极上的电化学再生效率和循环再生对活性炭再生效率的影响,结合以前的有关研究结果分析认为活性炭的电化学再生过程机理中包括电脱附。ＮａＯＨ碱再生,ＮａＣｌＯ化学氧化等过程,实验结果表明,电化学再生活性炭具有较高的再生效率。     

不同吸附剂在沼气脱碳提纯中的分离性能

采用椰壳活性炭、5A和13X分子筛作为吸附剂,动态配气CO2/CH4混合气体作为模拟沼气,研究不用吸附剂及不用原料气配比条件下的CO2/CH4混合气的吸附分离性能,对吸附饱和的13X分子筛分别进行真空(4.5 k Pa)脱附再生和热力(300℃)脱附再生。研究结果表明:在常温常压下,13X分子筛对混合气中CO2的穿透吸附容量为3.21 mmol/g,对CO2/CH4混合气体的分离系数可达10,明显高于5A分子筛和椰壳活性炭的分离系数;减小混合气中CO2的分压,其穿透时间也随着减小,且吸附容量的减小幅度大于分压的减小幅度;真空脱附再生后的13X分子筛吸附分离性能只能恢复到原来的40%左右,而热力脱附再生后分离性能效果较好。     

海泡石吸附脱除低浓度SO2废气的研究

海泡石矿适当处理制得的吸附剂有效强的吸附脱硫能力，适合低浓度ＳＯ２废气的处理，并且脱附容易，脱附再生后重复作用性能好，脱附富集的ＳＯ２可用于硫酸生产。     

三维电极电脱附高效富集与回收高盐工业废水中氯化钠

废水中含高浓度盐和氯离子是制约工业废水回用和达标排放的瓶颈。为了富集与回收工业废水中的NaCl,基于电容去离子原理,采用三维电极反应器电脱附电极材料表面吸附的Cl^-,脱附液循环使用;考察脱附方法、脱附时间、pH等对脱附的影响,研究电势和电流对NaCl富集的影响,通过控温结晶的方法回收富集液中NaCl并对结晶产物进行表征。研究结果表明,在阴极电势为-1.7 V,pH为13,循环流速为140 mL/min,脱附5 h的条件下,Cl^-脱附率达100%;当阴极电势为-3.01 V、电流为2.17 A时,NaCl富集的最大浓度为0.5 mol/L,是原水浓度的18倍;将富集液在100℃控温结晶,产物为纯NaCl晶体,结晶率为47.4%;此工艺中活性炭可再生,重复使用,脱附液中NaCl高效富集及资源化回收,无二次污染,是一条绿色环保的技术路线。     

正己醇在改性活性炭上的脱附活化能

制备了Ag^ -活性炭、Cu^2 -活性炭、Fe^3 -活性炭、活性炭、Ba^2 -活性炭和Ca^2 -活性炭6种活性炭，推导了脱附活化能的估算模型，并利用程序升温脱附技术测定了正己醇在这6种活性炭上的脱附活化能，结果表明，正己醇在Ag^ -活性炭、Cu^2 -活性炭和Fe^3 -活性炭的脱附活化能高于其在活性炭上的脱附活化能，而它在Ca^2 -活性炭和Ba^2 -活性炭上的脱附活化能低于它在活性炭上的脱附活化能。     

2,4-二硝基氯苯洗涤废水资源化研究

采用活性炭吸附-碱液脱附法无害化处理2,4-二硝基氯苯[CDNB]生产中的废水,使CDNB的含量降到0.5 mg/L以下,达到国家地表水一级排放最高含量0.5 mg/L的标准(GB 3838-2002).活性炭可以反复再生,重复利用,处理废水成本由10元/t降低到2元/t以下.将CDNB转化成2,4-二硝基苯酚[DNP]进行回收,既避免了二次污染,又变废为宝.     

炉渣过滤-树脂吸附法处理焦化废水的研究

采用高温炉渣过滤,再用南开牌H-103大孔树脂吸附处理蒸氨废水,研究了酚浓度、流速、pH值对树脂吸附性能的影响,以及不同脱附剂、流速、温度对树脂脱附再生的效果。结果表明室温下以4 BV/h流速吸附处理含酚520 mg/L、CODCr3 200 mg/L的蒸氨废水,调节废水pH 6,处理体积为60 BV,树脂吸酚量为42 mg/ml。处理出水酚含量≤0.5 mg/L,CODCr≤0达到国家排放标准。选用0.5 BV甲醇做脱附剂,室温以2 BV/h流速进行洗脱再生,脱附率达98%以上。经100次循环使用,树脂性能不变。脱附剂脱附达饱和后,再通过蒸馏回收甲醇和其中的酚,剩余残渣做焚烧处理。     

吸附有机气体饱和废活性炭热再生的实验效果

采用热处理方法对多次再生饱和废活性炭进行再生处理,研究确定温度800℃、保温时间60 min为吸附有机气体饱和废活性炭热再生最佳条件.此条件下,再生活性炭碘吸附值为329.69 mg/g,亚甲基蓝吸附值为83.95 mg/g,与新活性炭相比,碘吸附性能和亚甲基蓝吸附性能恢复率分别为70.03%和68.83%.通过对再生活性炭表征,探讨了热再生过程活性炭结构及性能变化.红外表征显示经热再生处理,活性炭C=C基团和C—O基团消失,表明吸附质成功实现脱附;XRD和孔隙分析则表明热再生处理能改善活性炭的石墨化程度,被吸附质覆盖、堵塞或填充的微孔会被释放还原,增加微孔数量和比例,再生后活性炭平均孔径由6.85 nm降低至2.26 nm、比表面积由520.67 m~2/g提高到1143.43 m~2/g、孔容由0.21 cm~3/g增加到0.39 cm~3/g,吸附性能得到很大改善.     

用活性炭吸附除去和回收废气中丙烯酸甲酯

考察了不同平衡浓度和吸附温度下丙烯酸甲酯在3种活性炭(AC、Y2、C5)上的吸附情况及水蒸气存在对吸附的影响.研究表明,丙烯酸甲酯在这些活性炭上的吸附平衡数据均可较好地用Langmuir-Freundlich方程描述;在313K和丙烯酸甲酯平衡体积分数为149×10-6～3412×10-6时,活性炭AC均有最大的平衡吸附量.而当丙烯酸甲酯的体积分数低于149×10-6时,活性炭Y2在该温度下有最大的平衡吸附量.该结果与AC有丰富的微孔和中孔,Y2有较小的平均孔径密切相关.在该温度下,吸附质穿透定量活性炭床层所需时间的对数与其入口浓度的对数呈较好的线性关系.在相对湿度低于40%时,丙烯酸甲酯在活性炭上的饱和吸附量不小于干燥条件下的93%.活性炭吸附剂的再生和吸附于活性炭上丙烯酸甲酯的回收在453K下即可较好实现.活性炭AC对丙烯酸甲酯的吸附性能经过6次吸附(313K)/脱附(573K)循环使用未发现变化.     

生物活性炭去除垃圾渗滤液中难降解有机物

对比SBR和生物活性炭(biological activated carbon,BAC)处理垃圾渗滤液效果,COD去除率分别稳定在10%和25%左右,表明BAC可以去除部分难降解有机物.原位测定SBR和BAC反应器1个运行周期生物降解有机物二氧化碳(CO2)产生量分别为109和306mg,BAC比SBR生物分解有机物量多,表明BAC可以生物分解部分难降解有机物.采用Freundlich方程拟合新活性炭,生物再生活性炭和吸附饱和活性炭的吸附等温线,1/n值分别为2.56,2.94和19.05,表明新活性炭吸附能力最强,生物再生活性炭次之,吸附饱和活性炭最差,生物再生使活性炭的吸附能力得到较好的恢复,证明了生物再生现象的存在.进一步分析认为吸附延长了有机物在反应器内的停留时间,提高了生物分解量.生物再生是BAC去除难降解有机物的本质原因.     

I-TiO_2负载活性炭的制备及其光催化再生

利用水热-浸渍烧结法制备了负载I-TiO_2的活性炭样品,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和N2吸附-脱附(BET)等手段对负载活性炭进行表征.以空气为介质,对饱和吸附甲苯的负载活性炭进行光催化再生.考察了气体流量、活性炭粒径和再生次数对再生效果的影响.实验结果表明,负载I-TiO_2后,活性炭的比表面积下降,但由于I-TiO_2的协调作用,孔容和孔径没有明显影响.气体体积流量的增加有利于活性炭的光催化再生,但活性炭的损失率也相应增大;活性炭的粒径越小越有利于活性炭的光催化再生.在300 W紫外灯下,活性炭粒径为60目~80目,气体体积流量为8 L/min,饱和吸附甲苯的负载活性炭的再生率可达88.03%.     

活性炭纤维电吸附去除Cr(Ⅵ)的研究

研究了活性炭纤维(ACF)吸附含铬模拟废水.实验结果表明,吸附平衡时间为60 min,最佳pH为2～4,最佳Cr(Ⅵ)初始浓度为25 mg/L,Cr(Ⅵ)含量与ACF的最佳比值为12.4 mgCr(Ⅵ)/g ACF.ACF对Cr(Ⅵ)的吸附符合Freundlich等温式.在最佳操作条件下,Cr(Ⅵ)的去除率可达98.72%.电吸附能够提高ACF对总铬的吸附率.循环电吸附/电脱附实验表明,电脱附能够明显提高总铬的脱附率,并且随着再生次数的增加,吸附率和脱附率降低的并不明显,所以在酸性条件下对ACF进行电脱附再生具有可行性.