巩义市科源净水材料厂为您介绍活性炭加热再生方法的特点。活性炭再生是活性炭重复利用的一个重要过程。

    活性炭加热再生法特点： 即用外部加热方法，改变吸附平衡关系，达到吸附和分解的目的。在水处理中，可被活性炭吸附的有机物种类有很多，这些有机物在加热升温过程中，由于其物理及化学性质不同，分解和脱附的程度也有很大差异。根据吸附不同有机物的饱和炭在惰性气体中的热重曲线（TGA），将其分为三种类型：
   （1）易脱附型：简单的低分子的炭氢化合物和芳香族有机物即属于这种类型，由于沸点较低，一般加热到300度以下即可脱附。
   （2）热分解脱附型：即在加热过程中易分解成低分子有机物，其中一部分挥发脱附，另一部分经炭化残留在活性炭微孔中。如聚乙烯二醇（PEG）等。
   （3）难脱附型：在加热过程中重量变化速度很慢，而且重量减少的极少，有大量的炭残留在活性炭微孔中，如酚、木质素、萘酚等。
    根据吸附在活性炭上有机物分解脱附的温度不同，采用加热再生时所需的温度也不同，因此可分为低温加热再生法及高温加热再生法。
   
    低温加热再生法。对于吸附那些浓度较高（1）型有机物的饱和炭，采用水蒸气再生，一般温度在100-200度，再生时可直接在吸附柱内进行，脱附后的蒸汽经冷却后可回收利用。
   
    高温加热再生法。用于水处理的饱和炭，由于以上不可逆吸附为主，要使牢固吸附在活性炭表面上的有机物脱附，恢复其活性，高温加热再生是最恰当的方法。特别是对城市污水及工业废水三级处理的饱和炭，采用这种方法最为普遍。用其他方法（如微生物法、化学药剂法）再生时，因再生炭恢复率下降，所以最好与高温加热再生相结合使用，方可达到较完全再生的目的。
    在高温加热再生过程中，吸附在活性炭上的有机物有所变化，根据加热到不同温度时的有机物的变化，一般可分为干燥、炭化及活化三个阶段。
    干燥阶段：加热温度在100-130度，使含水达40-50%的饱和炭得到干燥。在这个阶段所需热量为再生过程总热量的50%，因此干燥方法的选择直接影响再生的经济性，为了节省能源，可以考虑采用余热及太阳能等。
    炭化阶段：及饱和炭加热升温，使有机物挥发分解、炭化。如前所述，活性炭在升温过程中，吸附在活性炭上的有机物的变化情况可分为三个类型。有人对吸附不同物质的饱和炭，在加热过程中，有机物炭化残留情况及微孔变化情况进行了研究。不同有机物炭化残留量不同，而且对升温速度残留量的影响也不同，有的影响较大。因此在炭化阶段要根据吸附的有机物的类型及特性，有条件时通过测定活性炭的热重曲线（TGA），选择适当的升温速度及炭化温度。
    活化阶段：在这个阶段，通入水蒸气、CO2、O2等氧化性气体作为活化气体，使炭化阶段残留在活性炭微孔中的炭，在850度左右的温度下分解成CO、CO2及H2等气体，活性炭微孔得到清理，重新恢复吸附性能。
    活性炭再生的三个阶段中，活性炭的性能变化与炭化及活化阶段的条件选择是否适当有很大的关系。
    加热再生过程中，除应选择适当的基本再生条件外，实际上还有以下及几个问题应注意： 
    a、由于反复再生，活性炭的性能随再生次数下降。即使很好的控制了活化气的注入量及再生温度，再生活性炭的吸附性能也还有所下降。有时为了保证吸附性能的恢复，再生炭的强度等其他方面的性能一定要下降。
    b、灰分的影响。由于吸附-再生操作的反复进行，在再生炭中逐渐积累了碱性金属氧化物和铁等灰分，由于这些物质的触媒作用，助长了活性炭基质的燃烧，随着强度减小，细孔分布向大的方面偏移。
    c、灰分的增加及吸附性能（碘值等）的下降有相关关系，如将饱和炭先用盐酸处理，再生炭的性能可得到改善。
    综上所述，活化阶段的活化条件可归纳如下：
   （1）最适加热温度随吸附物质的种类、吸附量以及活性炭的种类有较大的变化，但一般在800-950度范围最好；
   （2）活化时间要适当，过短活化不完全，过长造成活性炭自身的烧损。因此一般活化时间在20-40min为宜；
   （3）氧化性气体由于对活性炭自身烧损较大，因此一般用水蒸气做活化气体最好，其注入量0.8-1.0kg/kg*炭。
   （4）再生尾气希望是还原性气分，CO的含量在2-3%为宜，此外还含有H2、CO2以及C1、C1、C3等烃类化合物，尾气中过剩氧含量要求在1%以下。
   （5）由于反复吸附-再生操作，累计较多金属氧化物的饱和炭，用酸处理后进行再生，灰分含量可以降低，吸附性能得到改善。
    采用高温加热再生法，再生炭的吸附能力恢复率一般可达95%以上。由于加热再生过程中，活性炭自身的烧损是不可避免的，如严格控制再生条件，再生效率可达95%以上（即再生炉内烧损可在5%以下）。
    用这种活性炭再生方法，需外加能源进行加热，如燃料、油等，而且需要建造特殊的活性炭再生装置。