活性炭吸附塔的特性及深度凈化工藝

活性炭由于其孔隙結構發(fā)達、比表面積大，已經廣泛應用于化工、冶金、食品及日常生活等多個，如利用活性炭進行水體凈化、氣體吸附/分離、煙氣脫硫脫硝、食品脫色等方面。我國是世界上較大的煤基活性炭生產國，隨著環(huán)保標準的不斷提高，煤基活性炭使用量不斷增加。理論上所有含碳元素的物質都可以用于制備活性炭，但由于原料供應及所制備活性炭產品品質等原因，目前能夠用于工業(yè)化生產活性炭的原料主要有煤炭、木材、果殼(椰殼、杏核)及少量的石油焦。

相比于其他原料生產活性炭產品，煤基活性炭原料供應穩(wěn)定，廉，是活性炭的主要品種醫(yī)習。我國是煤炭資源豐富的   ，也是世界上較大的活性炭生產國，目前我國活J險炭產量約為42萬t/a，其中煤基活性炭占到活性炭總產量的70%以上。

煤基活性炭作為一種資源型產品，不同地區(qū)賦存的煤炭資源特性決定了我國煤基活性炭傳統(tǒng)產區(qū)主要集中在擁有無煙煤及侏羅紀煙煤的寧夏和山西地區(qū)。同時，新疆烏魯木齊周邊地區(qū)由于煤炭資源豐富，煤炭價格較低，且擁有灰分低、活化反應的黑山煙煤，近幾年活性炭產業(yè)正逐步向新疆地區(qū)轉移。目前，隨著   對環(huán)保要求越來越嚴格和人民對于生活品質的要求越來越高，活性炭需求量也在不斷增加。

活性炭應用不同，用于分離、吸附及催化的物質也并不一樣，對活性炭的形狀、孔結構等方面的要求都不盡相同，因此“活性炭”的概念被提出?；钚蕴课?、分離及催化特性由其孔隙結構和表面化學性質所決定，調節(jié)活性炭孔結構的表面化學性質可擴大活性炭產品的應用范圍，提炭產品的品質。煤基活性炭經過的發(fā)展，炭化過程控制理論及配煤定向調節(jié)活性炭孔隙結構工藝發(fā)展得非常成熟酒己煤成型+低速炭化+物理活化”工藝已經成功應用于活性炭的生產，并且煤質特性、配煤對活性炭孔結構的調節(jié)能力和限度逐漸形成了理論化的認識。

活性炭應用過程中針對不同介質、處理量、工況條件及配套工藝，活性炭吸附一反應裝置設計也有所區(qū)別；同時，吸附飽和的活性炭   重復利用可降低其使用成本，是活性炭在應用方面的重要優(yōu)點。在應用過程中可根據活性炭的用量、吸附物質、飽和周期等設計活性炭   方式、   工藝及   設備。筆者以煤基活性炭在國內應用   廣泛的3個，水處理、煙氣凈化和揮發(fā)性物治理，結合反應裝置、   工藝及裝備等對煤基活性炭的應用現狀進行了綜述，同時展望了未來的發(fā)展趨勢。

活性炭的液相應用占到活性炭總用量的60%，在所有的液相應用中，以水凈化使用量較大，約占到活性炭液相應用量的2/3左右。隨著社會的發(fā)展，工業(yè)及生活用水量逐年增加，其中2016年市政日均用水量就達到了2.91億m3；同時，環(huán)境污染已經嚴重影響了我國給水水源質量，主要表現在溶解性污染物、氨氮及臭味的大量增加。

凈化工藝是將活性炭置于濾池中，活性炭吸附物，隨后在合適的溫度條件下濾池中逐漸產生   的微生物，在活性炭表面形成了一層不均勻的生物膜。這時不僅活性炭起到吸附作用，微生物對物也起到生物降解的作用。濾池中設計有預臭氧 化，用于分 解 大分子物并在活性炭孔隙中培養(yǎng)好氧性微生物，增加活性炭的生物活性，提高除水中物的能力。此工藝集臭氧氧 化、活性炭吸附、微生物分 解 為一體，協同作用，互相   ，達到水質凈化的目的。

顆?；钚蕴咳Q為壓塊破碎顆?；钚蕴浚c柱狀活性炭相比，其生產過程中不用焦油作為勁結劑，通過配煤、磨粉直接壓制而成，炭化一活化后根據需要破碎成不同的顆粒大小。由于壓塊破碎顆?；钚蕴可a過程中不使用焦油，污染較小，生產成本相對較低，相對于原煤直接破碎活性炭其漂浮率低，在發(fā)達   是用于水處理   主要的活性炭品種。若僅考慮在水處理過程中與生物的協同凈化效果，顆?；钚蕴勘戎鶢罨钚蕴?nbsp;  適合作為生物活性炭用于水凈化，主要是因為其相對于柱狀活性炭的圓形表面   為粗糙，微生物   易于附著、生長；同時，配煤法對于壓塊破碎顆?；钚蕴靠兹莘e和孔徑分布調節(jié)能力比柱狀活性炭要強，可調節(jié)適合于生物生長的活性炭孔隙結構。從活性炭吸附飽和后的   考慮，有著圓形光滑表面的φ1.5mm柱狀活性炭，   過程中磨損損失會低于顆粒活性炭，。