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活性炭性能指标与选用

作者 yxsy 来源 豫新水业 浏览 发布时间 12/10/09 | 打印页面 | 关闭窗口

 

    豫新水业是专业生产活性炭的厂家,拥有国内一流的活性炭专家,对用户提供一流的现场和售后技术服务,以实现产品的最佳使用功能。

    活性炭是利用优质无烟煤、木炭或各种果壳等作为原料,通过物理或化学方法经过特殊工艺加工的,具有发达孔隙结构和比表面积的一种碳制品,由于活性炭这种特殊的空隙结构,使得它具有极强的吸附能力,因此被广泛用于空气净化、防毒防护、水处理、溶剂脱色等工业及民用领域。活性炭虽然在外型和用途方面可以有许多品种,但活性炭有一个共同的特性,那就是“吸附性”。活性炭产生吸附性的原因就是因为它有发达的孔隙结构,就象我们所见到的海绵一样,在同等重量的条件下,海绵比其他物体能吸收更多的水,原因也是因为它具有发达的孔隙结构。但活性炭的这种孔隙结构是肉眼无法看见的,因为他们比一个分子大不了多少。活性炭孔隙发达的程度是难以想象的,若取1克活性炭,将里面所有的孔壁都展开成一个平面,这个面积将达到1000平方米(既比表面积为1000g/m2)!
    影响活性炭吸附性的主要因素就取决于内部孔隙结构的发达程度。在生产过程中,提高活性炭吸附性能的唯一办法就是控制生产工艺,使单位体积内尽可能多地增加活性炭的孔隙结构。因此吸附性越高的活性炭由于含有大量的孔隙,使得其本身的密度变得越来越小,这就是为什么吸附性越好的活性炭手感越轻的原因(前提是使用同一种原料生产,没有浸过水或吸附过其他物质)。同时随着吸附性的提高活性炭的生产成本也就越高,而且是呈几何级数增长。为了统一标准,使生产可控制化,在活性炭行业中通常用碘吸附值或四氯化碳吸附值(CTC)来标定活性炭的吸附值,吸附值越高,活性炭的吸附能力就越强。

物理性能
    1、颗粒尺寸:粉状炭一般多在80-200目及以下;粒状炭一般多为0.63-2.75mm,可根据需要制定。
    2、水分:由于水分涉及到产品价格,一般活性炭含水率在10%以下。
    3、强度、水处理中使用的颗粒炭的强度应在90%以上。由于活性炭在使用中会产生粉末,随水带出,所以用在膜处理之前时,对活性炭强度应提出更高要求(95%)。
    4、灰分:灰分主要与活性炭原材料有关,灰分高的活性炭不但吸附能力下降,而且会增加溶出杂志的机会,一般要求活性炭灰分低于5%。
    5、充填密度:此值用于计算活性炭的购买量。但从该值的大小也可以看出活性炭孔隙的多少,一般为0.4-0.5g/cm3,数值低的,相对而言孔比较发达,但漂浮损失会上升。
    6、漂浮率:在水中漂浮的活性炭使用时要损失,所以活性炭漂浮率应控制在5%一下。

吸附性能
    吸附性能是活性炭的主要指标,选用吸附系能好的活性炭,不仅可以提高出水品质,还可延长活性炭的使用寿命,减少经济费用。
    在活性炭一般性能指标中,有一些指标是用来表示活性炭吸附性能的,如比表面积、碘吸附值、苯酚吸附值、亚甲基蓝脱色力和ABS值等。应当说明的是,这些一般吸附性能指标只能代表活性炭对相应的碘、苯酚和亚甲基蓝等单一化合物的吸附能力,与水处理活性炭吸附的天然有机物相比,因为这些化合物分子质量较低,分子体积较小,所以不能完全代表活性炭对天然水中有机物的吸附能力。
    天然水中有机物多以天然有机物为主,如腐殖类化合物,它们的相对分子质量多在几百至几十万,分子尺寸为1-3mm,比气体分子大得多,用氮气测比表面积时观察到活性炭许多微孔,氮气分子可以进入,水中有机物分子则无法进入,所以活性炭许多微孔的表面积在吸附水中有机物时不能发挥作用,此时只有较大的中孔才可以发挥吸附作用。所以水处理活性炭应选用中孔比较较大的活性炭。某些净水用活性炭中孔表面积所占比例高达20%,平均孔径在4-5mm。中孔较多的活性炭在吸附水中有机物时使用寿命最长,周期制水量最多。
    活性炭一般吸附性能指标如碘值、亚甲基蓝值等与活性炭的使用寿命之间相关性不好,主要因为这些值与比表面积一样,多反映活性炭微孔的多少,微孔多的高比表面积的活性炭,其碘值、亚甲基蓝值较高,但它的孔径多集中在小于2mm的微孔区,对气体和液体中小分子的吸附是有效的,但对一些聚合物、有机电解质、水中天然有机物则吸附性能较差,所以若单纯利用比表面积、碘值和亚甲基蓝值等来选择水处理用活性炭,往往会得到错误的结果。

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