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活性炭粒度:动力学与容量的平衡

发布时间: 2021-11-29  点击次数: 22次

  活性炭是通用吸附剂。它用于净化我们喝的水,我们呼吸的空气,我们吃的许多食物和我们每天使用的许多工业化学品。在饮用水处理中,活性炭用于消除味道和气味,挥发性有机物和无数种有害物质。也有将活性炭列为优秀的吸附技术,以从饮用水中去除特定的有机物。在家用净水过滤装置,它也被用来去除消毒剂如氯和氯胺,如良好的消毒副产物。

  活性炭类型

  用于制造活性炭的三种见的原料类型是煤,椰壳和木材。其他类型的原材料在很小程度上被使用,包括水果和橄榄油坑,坚果壳,竹子和稻壳。用于水见的类型活性炭的原料是煤,椰壳-和木材为主。活性炭可以以粉末形式,颗粒形式或蜂窝活性炭的形式使用。粉末状活性炭常常被用于水处理,然后过滤掉。颗粒活性炭和较小程度的蜂窝活性炭用于固定床吸附柱。

  对于小型活性炭过滤系统,例如水龙头和投手装置,优选20×50目尺寸的 颗粒活性炭。这种小尺寸提供了快速的动力学为吸附的杂质和氯去除,同时维持可接受的压降。较大的活性炭过滤系统使用12 x 30或12 x 40目的尺寸。这种更大的粒度仍然允许快速动力学和可接受的压降,而更容易覆盖大面积。无论是为了节省成本还是为了生态效益和减少废物,两种形式的 颗粒活性炭和蜂窝活性炭都可以在使用后重新激活。

活性炭饮用水处理

  饮用水处理

  饮用水区段的是粉末活性炭和颗粒活性炭。除了日益增加的清洁饮用水的需求外,更新的市场驱动因素是环境保护规定。这些规定旨在帮助防止形成有害化合物,如三卤甲烷(THM)和卤代乙酸(HAAs),并在氯或氯胺加入消毒剂之前,从市政饮用水中除去有机物。目前,该市场需要估计每年有2.2万到3.1万吨的颗粒活性炭,这些监管驱动因素预计将在未来的交流市场上获得巨大的发展。

  另一个不断增长的领域是使用活性炭去除痕量的药物和个人护理产品(PPCP)以及饮用水中的内分泌干​​扰化合物(EDCs)。许多不利的生态影响归因于这些化学品,但尚不清楚它们对人类健康构成什么样的风险。以前,这些化学品在水中的存在是已知的,但是难以量化。今天,新的分析方法可以量化这些化学物质的存在。

  活性炭和炭块

  动力学上,随着颗粒尺寸的减小,有机杂质的吸附速率和活性炭的脱氯速率迅速上升。这种动力学效应被用于制作活性炭块。活性炭块由所谓的蜂窝活性炭制成,其通常比市政水过滤器中使用的颗粒活性炭的颗粒尺寸小10至15倍。 典型的蜂窝尺寸包括100×100×100、50×100×100和50×50×50。蜂窝活性炭用粘合剂成型或挤出以形成固体块。添加剂也可以并入到碳块中以靶向诸如铅的某些污染物并提高性能。与用颗粒活性炭去除有效污染物所需的接触时间的分钟相比,碳块过滤器通常具有6.35至25.4mm的块厚度,并且具有仅为几秒的空床接触时间。 活性炭的更常见用途之一是去除氯气以改善氯化饮用水的味道和气味。随着活性炭 的粒径降低,活性炭过滤器的氯气清除寿命显着增加。例如,含有150立方厘米的12×40目尺寸的活性炭的过滤器具有302升的容量。对于相同体积的活性炭,将碳粒子尺寸减小到100×200目,将床的使用寿命提高到37854升。

活性炭粒度

  精确的粒度控制

  随着越来越小的活性炭颗粒用于制造碳块,对精确粒度控制的需求变得更加重要。活性炭颗粒尺寸的小变化可对水流速和污染物去除性能产生重大影响。为了说明,三种粒度分布的实例(A,B和C型)示于表1中.A型显示较粗粒径和较窄分布的实例。这导致产生的>4.0升/ min的流速更高,但是相对低的碳块效率的污染物的去除。另一方面,型C显示更精细的示例粒径和较宽的分布。这导致产生低于2.5升/分钟的较低流量但具有较高效率的污染物去除的碳块。在此之间,B型显示了具有精确控制的粒度分布的示例。这导致产生3.5至4.0升/分钟所需流速的碳块,同时保持高效率的污染物去除。

  为了获得的粒度分布,需要精确的粒度测量。传统的用于颗粒活性炭的筛分方法对蜂窝活性炭是不满意的。现代仪器是基于激光衍射的。这样的仪器可以提供快速,准确的粒度分布为湿和干分散体,以最小的努力,在纳米到毫米级的粒径范围。有许多不同类型的活性炭可用。选择合适的类型和合适的粒度分布对于确保正确的性能是至关重要的。与你的供应商紧密合作,确保你选择的活性炭来达到你的业绩目标。

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