乙醇溶劑萃取法再生活性炭新應(yīng)用

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摘 要： 在化學(xué)教學(xué)上的新科技發(fā)展形式有哪些呢，應(yīng)該怎么來促使現(xiàn)在化學(xué)新模式呢，本文是一篇化學(xué)教學(xué)論文�；钚蕴吭偕�是將已經(jīng)飽和吸附有污染物或者雜質(zhì)的活性炭進(jìn)行脫附的過程,從而達(dá)到活性炭的循環(huán)使用。通常情況下活性炭并不能實(shí)現(xiàn)100%再生,同時(shí)會(huì)伴有部分損耗,

　　在化學(xué)教學(xué)上的新科技發(fā)展形式有哪些呢，應(yīng)該怎么來促使現(xiàn)在化學(xué)新模式呢，本文是一篇化學(xué)教學(xué)論文。活性炭再生是將已經(jīng)飽和吸附有污染物或者雜質(zhì)的活性炭進(jìn)行脫附的過程,從而達(dá)到活性炭的循環(huán)使用。通常情況下活性炭并不能實(shí)現(xiàn)100%再生,同時(shí)會(huì)伴有部分損耗,但因活性炭成本較高,對(duì)其進(jìn)行再生有一定的現(xiàn)實(shí)意義,可以降低企業(yè)使用費(fèi)用。

　　摘要：某化工廠是從事氨堿法脫硫廢液回收化工產(chǎn)品的企業(yè),其主要工藝過程為:將焦化企業(yè)的脫硫廢液收集回收入廠,用活性炭吸附脫色。上述過程完成后產(chǎn)生廢活性炭,屬于危險(xiǎn)廢物。目前常用的處理方法是將使用過的廢活性炭運(yùn)往有資質(zhì)的廢物處置機(jī)構(gòu)進(jìn)行處理,處理過程需要較高的費(fèi)用且由企業(yè)支付,造成浪費(fèi)。研究廢活性炭的再生可行性能為該企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益以及環(huán)境效益,因?yàn)榛钚蕴课�附處理的運(yùn)營費(fèi)用較高,同時(shí)活性炭的再生比較困難,尋找一項(xiàng)成本低廉并容易應(yīng)用于實(shí)際的活性炭再生方法成為本次研究的重點(diǎn)。本論文通過實(shí)驗(yàn)的方式測(cè)試活性炭再生的方法和再生效率,由于活性炭上吸附了很多有機(jī)物,故選擇乙醇萃取法對(duì)其進(jìn)行再生,并對(duì)該方法的再生效果進(jìn)行評(píng)價(jià),再生過程中脫附的有機(jī)物可嘗試回收利用,用過的乙醇也可以通過蒸餾法回收以循環(huán)利用。

　　關(guān)鍵詞：乙醇溶劑,生活性碳,化學(xué)教學(xué)論文

　　一、綜述

　　1.1 氨堿法煤氣脫硫液的組成

　　脫硫液的組成非常復(fù)雜,所含的污染物一般可分為有機(jī)污染物和無機(jī)污染物兩大類。其中有機(jī)污染物以酚類化合物為主,占總有機(jī)物的80%以上,此外,還包含多環(huán)類化合物、多環(huán)芳烴和脂肪族化合物,酚類化合物主要有苯酚、二甲酚、鄰甲酚以及其同系物;多環(huán)類有機(jī)物包含菲、蒽、萘等[1],雜環(huán)類有機(jī)物包括氮雜聯(lián)苯、二氮雜苯等。無機(jī)污染物一般以銨鹽形式存在,包括碳酸銨、碳酸氫銨、氰化銨硫、化氫銨等。

　　1.2 活性炭吸附原理和類型

　　1.2.1 活性炭吸附原理

　　根據(jù)活性炭于吸附物作用力的不同,活性炭的吸附通常可以分為物理吸附和化學(xué)吸附兩種。其中物理吸附中活性炭和吸附物之間的作用力是范德華力,主要用于活性炭去除氣相及液相中雜質(zhì)的過程�；钚蕴拷Y(jié)構(gòu)多孔,可以提供大量的表面積,從而易于吸附雜質(zhì)�；瘜W(xué)吸附的作用力主要來自化學(xué)鍵,故也可以把其當(dāng)成化學(xué)反應(yīng)來看。活性炭不僅含碳,在其表面含有少量的功能團(tuán)和化學(xué)結(jié)合形式的氫和氧,例如羥基、羧基、內(nèi)脂類、酚類等。這些物質(zhì)可以與被吸附物發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而被吸附物聚集結(jié)合到活性炭的表面�；钚蕴课�附是上述兩種吸附原理綜合作用的結(jié)果。

　　化學(xué)論文：《化學(xué)教學(xué)》創(chuàng)刊于1979年，由華東師范大學(xué)主辦。本刊的出版宗旨是為廣大的中學(xué)化學(xué)教育工作者提供最新的教育教學(xué)理論、各地化學(xué)教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和化學(xué)科學(xué)前沿知識(shí)，為探討中等化學(xué)的教育改革、提高教師的師德和教學(xué)水平服務(wù)。

　　1.2.2 活性炭類型

　　活性炭的原料來源豐富,基本上所有富含碳的有機(jī)材料都可以作為其原料,例如燃煤、果殼、木材等。上述有機(jī)原材料在一定的壓力和溫度下通過熱解作用被轉(zhuǎn)換成活性炭�；钚蕴烤哂旋嫶蟮目紫督Y(jié)構(gòu)以及巨大的比表面積、特意的表面官能團(tuán),同時(shí)還具有穩(wěn)定的物理特性及化學(xué)特性,是優(yōu)良的催化劑、吸附劑或催化劑載體。按照活性炭的形狀進(jìn)行分類,活性炭一般可以分為顆粒狀活性炭、粉狀活性炭、柱狀活性炭和球形活性炭等。

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　　通常情況下把顆粒粒度大于0.175mm的活性炭稱為顆料活性炭。顆�；钚蕴堪凑丈�產(chǎn)原料又分為果殼顆�；钚蕴俊⒚嘿|(zhì)顆粒活性炭、椰殼顆�；钚蕴康�,不同類型的活性炭吸收成分各有側(cè)重。

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　　一般將粒度小于0.175mm或者90%以上通過80目標(biāo)準(zhǔn)篩的活性炭通稱粉狀活性炭或粉狀炭。粉狀炭有吸附能力使用充分和吸附速度較快等優(yōu)點(diǎn),但是分離較為困難。隨著分離技術(shù)的進(jìn)步和受某些應(yīng)用要求所限,粉狀炭的粒度出現(xiàn)越來越細(xì)化的傾向,有的使用場(chǎng)合已達(dá)到微米甚至納米級(jí)。

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　　通常是由粉狀原料和粘結(jié)劑先經(jīng)過混捏和擠壓成型,再經(jīng)過炭化、活化等后續(xù)工序制作而成。也可以用粉狀活性炭加粘結(jié)劑擠壓成型。柱狀活性炭又有中空和實(shí)心之分,其中中空柱狀炭是柱狀活性炭?jī)?nèi)有人造的一個(gè)或多個(gè)有規(guī)則的小孔。

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　　球狀活性炭和柱狀活性炭制作過程和原理類似,最后制成球狀�；蛘哂梢簯B(tài)的含碳原料經(jīng)過噴霧造粒、氧化、炭化及活化等工序制作而成,或者用粉狀活性炭加粘結(jié)劑成球加工而成。與柱狀活性炭類似,球狀活性炭也有空心和實(shí)心之分。

　　本次實(shí)驗(yàn)所采用的活性炭是該化工廠家使用并提供的粉狀活性炭。

　　1.3 常用的活性炭再生方法

　　吸附飽和的廢活性炭有多種再生方法,目前常用的再生方法主要有加熱再生法、生物再生法、溶劑再生法和濕式氧化再生法等。以上幾種再生方法中加熱再生法應(yīng)用最廣并且應(yīng)用時(shí)間最長(zhǎng)[2],并且再生率很高,是目前最主要的再生方法;生物再生法的特點(diǎn)是成本低、易于操作運(yùn)行,并且吸附物被氧化成水和二氧化碳從而實(shí)現(xiàn)無害化,但也存在再生時(shí)間較長(zhǎng)、受溫度、水質(zhì)影響大的缺點(diǎn);溶劑再生法一般適合再生吸附有機(jī)污染物的活性炭;濕式氧化再生法控制好再生所需溫度和壓力可取得較好的效果,同濟(jì)大學(xué)的李光明等人采用催化濕式氧化法通過實(shí)驗(yàn)得到47.0%的再生效率[3]。除以上傳統(tǒng)再生方法外,隨著科技的進(jìn)步,近幾年興起的再生方法還有超聲波再生法、光催化再生法、微波輻射再生法、電化學(xué)再生法和超臨界流體再生法等,都很有發(fā)展前景。本文因廢活性炭中吸附有較多有機(jī)物,故采用溶劑再生法,選用乙醇作萃取溶劑,下面對(duì)該方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。

　　①溶劑再生法原理

　　溶劑再生法一般是利用活性炭、吸附溶劑和吸附物之間的相平衡關(guān)系,在一定的溫度和PH之下改變這種平衡關(guān)系從而使吸附物脫附的一種方法。通常情況下使用有機(jī)溶劑對(duì)吸附有有機(jī)吸附物的廢活性炭進(jìn)行萃取,從而實(shí)現(xiàn)活性炭的再生。通過查詢資料發(fā)現(xiàn),溶劑再生法中,脂肪族化合物的再生率一般較高,芳香族化合物的再生率受置換基的影響比較大。像苯甲醛、苯甲酸、硝基苯和苯甲酰胺之類具有吸電子基(-CHO,-COOH,-NO2,-CONH2 )的芳香族化合物,用乙醇萃取法再生率高;帶有供給電子置換基(-OCH3,-NH2,-OH)的芳香族化合物,用乙醇對(duì)其再生率較低[4]。