山東活性炭作為一種孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、比表面積大、選擇性吸附力強(qiáng)的炭質(zhì)吸附材料，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于軍工、食品、冶金、化工、環(huán)保、醫(yī)藥等行業(yè)的精制和凈化過(guò)程。隨著近年來(lái)環(huán)境保護(hù)力度的加強(qiáng)、食品安全標(biāo)準(zhǔn)的提高、動(dòng)力電池的興起，活性炭的需求量越來(lái)越大，已經(jīng)成為人們生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中不可或缺的重要產(chǎn)品。
世界活性炭制造與應(yīng)用的歷史已逾，我國(guó)活性炭工業(yè)的發(fā)展也走過(guò)了半個(gè)多世紀(jì)，并取得了令人矚目的成就，我國(guó)已發(fā)展成為世界活性炭生產(chǎn)大國(guó)和出口大國(guó)，年產(chǎn)量超過(guò)60萬(wàn)噸，出口量逾25萬(wàn)噸。我國(guó)活性炭的制造起步于20世紀(jì)50年代初，生產(chǎn)能力從1951年的不足百?lài)嵜驮龅?0世紀(jì)80年代的近十萬(wàn)噸，且活性炭的應(yīng)用范圍迅速拓展，多種活性炭品種得到了發(fā)展;20世紀(jì)80年代后，隨著和國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，活性炭生產(chǎn)和應(yīng)用進(jìn)一步遞增，出口量迅速上升成為世界。近年來(lái)，儲(chǔ)能、VOCs捕集等新能源與環(huán)保行業(yè)對(duì)活性炭需求的增加，進(jìn)一步激勵(lì)了活性炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展，開(kāi)發(fā)出多種活性炭新品種，拓展了應(yīng)用新領(lǐng)域。
本書(shū)全面介紹了國(guó)內(nèi)外活性炭制造與應(yīng)用新技術(shù)，以及作者多年在活性炭領(lǐng)域的主要科技成果，包括:活性炭概論、制造工藝和裝備、應(yīng)用技術(shù)、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)等九個(gè)部分，內(nèi)容豐富、特色鮮明、通俗易懂，具有重要的參考價(jià)值和使用價(jià)值。對(duì)于更好、更快地促進(jìn)我國(guó)活性炭事業(yè)的發(fā)展，必將產(chǎn)生積極的推動(dòng)作用。
活性炭作為重要的林化產(chǎn)品，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著的作用。今后，希望加強(qiáng)科研院所與活性炭生產(chǎn)企業(yè)的緊密聯(lián)合，促進(jìn)科技成果的轉(zhuǎn)化，開(kāi)發(fā)出質(zhì)量高，應(yīng)用廣，更具國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的活性炭產(chǎn)品，為中國(guó)活性炭行業(yè)的科技進(jìn)步，進(jìn)軍世界活性炭強(qiáng)國(guó)做出更大的貢獻(xiàn)。

在活性炭再生過(guò)程中，需要從多方面因素考慮從而選擇適合的裝置。使再生效率和經(jīng)濟(jì)性都達(dá)到高。以水處理用炭系統(tǒng)為例，需要考慮的因素是處理水量、處理前水質(zhì)及處理后水質(zhì)，所使用活性炭的種類(lèi)、用量、再生董等.另外，還需從運(yùn)輸系統(tǒng)等多方面綜合考慮。
表4-4是水處理用活性炭的再生裝置一年內(nèi)的運(yùn)行數(shù)據(jù)資料，處理對(duì)象為水體中的 COD，吸附塔是移動(dòng)層式吸附塔，再生爐為5層的多層再生爐。該設(shè)備每周運(yùn)行日期為周一到周五，在周六和周日兩天吸附塔保持原狀停止、而多層爐處于保溫運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。從表中數(shù)據(jù)可以得出，即使在這樣連續(xù)不斷的運(yùn)溯狀況下，年平均再生損失只有0.2%。
表4-4 多層爐的運(yùn)行資料

外熱式回轉(zhuǎn)爐
活性炭在回轉(zhuǎn)爐內(nèi)的滯留時(shí)間可以通過(guò)回轉(zhuǎn)速度來(lái)調(diào)節(jié)。對(duì)于外熱式回轉(zhuǎn)爐而言，由于耐熱金屬的原因，溫度的調(diào)節(jié)范圍比較窄。對(duì)于內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐，由于受爐內(nèi)再生氣體的組成與流速的限制，通入的水蒸氣量也有一定的限制。因此，關(guān)于活性炭性能的恢復(fù)狀況問(wèn)題要根據(jù)回轉(zhuǎn)爐的實(shí)際情況，用改變加料量等方法進(jìn)行調(diào)節(jié)。
為了防止再生尾氣的二次污染，對(duì)尾氣進(jìn)行一定的處理。雖然原則上要根據(jù)活性炭上所吸附的有機(jī)物質(zhì)的種類(lèi)來(lái)決定處理方式，但一般由于尾氣中可能造成大氣污染的主要成分為吸附質(zhì)自身或者是吸附質(zhì)分解所產(chǎn)生的焦油等以及粉化的活性炭，因此采用設(shè)置二次燃燒室的方法即可將這些污染成分除去90%以上。除設(shè)置二次燃燒室以外，也有設(shè)置濕式洗滌器來(lái)除去煙塵的方法，但是當(dāng)煙氣中含有某些含氮有機(jī)物的時(shí)候即難以將氣味除去。在對(duì)尾氣的處理中要考慮吸附物質(zhì)分解、燃燒時(shí)生成的SO.及NO，等問(wèn)題，同時(shí)二次燃燒室應(yīng)具有良好的保溫功能，以便讓煙塵及臭氣達(dá)到完全燃燒。

活性炭超聲波再生法的試驗(yàn)，結(jié)果表明磁聲再生具有能耗小、工藝及設(shè)備簡(jiǎn)單、活性炭損失小，可回收有用物質(zhì)等特點(diǎn)…、寧平等呆用微波輻射法對(duì)載硫活性炭進(jìn)行再生實(shí)驗(yàn)，考察了微波功率、載氣量、潔性炭量、再生時(shí)間以及再生次數(shù)等因素的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在微波功率700W、載氣流量0.3L/min條件下，對(duì)8g的飽和活性炭進(jìn)行3mn的再生處理后SO:產(chǎn)品氣濃度可達(dá)90%以

工業(yè)性再生裝置種類(lèi)及其特點(diǎn)
對(duì)于吸附飽和的活性炭的再生方法通常有使用酸、堿的藥品再生祛以及在高溫下利用水煤氣進(jìn)行活化反應(yīng)的高溫?zé)嵩偕鷥煞N。藥品再生法曾經(jīng)作為醫(yī)藥品的脫色精制及發(fā)酵液脫色活性炭的再生方法，但由于再生過(guò)程中將產(chǎn)生大量廢水，同時(shí)增加中和、生物處理等廢水處理裝置，因此這種方法的實(shí)施在對(duì)排水水質(zhì)要求嚴(yán)格的地區(qū)有一定的困難;在高溫?zé)嵩偕ㄖ校捎谖皆诨钚蕴可系挠袡C(jī)物質(zhì)被加熱分解，若直接排放將造成空氣污染，但如果通過(guò)使用二次燃燒室等必要的對(duì)策，則能夠成為環(huán)保性能的裝置。
化學(xué)法再生一般都在原炭柱內(nèi)進(jìn)行，不需再生設(shè)備，本節(jié)中對(duì)工業(yè)上廣泛使用的熱再生裝置進(jìn)行敘述。
20世紀(jì) 70年代中期，對(duì)活性炭熱再生裝置的技術(shù)開(kāi)發(fā)取得了突破性進(jìn)展，多種再生爐在各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)外使用較多的再生爐型有回轉(zhuǎn)爐、多層爐、移動(dòng)層爐、流態(tài)化爐等，其中回轉(zhuǎn)爐與多層爐適用于大規(guī)模再生處理，其設(shè)備結(jié)構(gòu)、工藝控制都與顆粒活性炭制造工藝中的活化爐相似，而流態(tài)化爐再生設(shè)備是近年來(lái)出現(xiàn)的。
回轉(zhuǎn)爐
回轉(zhuǎn)爐的大特征是物料容易從爐中全部卸出，因此進(jìn)行活性炭再生的企業(yè)為了承擔(dān)不同種類(lèi)活性炭的再生作業(yè)，大多采用回轉(zhuǎn)設(shè)備爐進(jìn)行再生?；剞D(zhuǎn)爐爐腺有一段式和兩段式兩種形式，加熱方式則有內(nèi)熱式、外熱式和內(nèi)外兼熱式三種。其中內(nèi)熱式雖然可制造大型設(shè)備，一次性處理量大，但其結(jié)構(gòu)不密封，而且難以控制高溫?zé)煹罋饬髁?、溫度等參?shù)，使得活性炭的燃燒損失非常大:外熱式回轉(zhuǎn)爐由于是從爐體外側(cè)加熱，為了將熱量傳遞給活性炭，爐體只能采用耐熱金屬板制成，因此制造大型設(shè)備工藝較為困難，但是小型外熱式回轉(zhuǎn)爐完全可以滿足日生產(chǎn)量為300kg這樣小規(guī)模生產(chǎn)的需要。
整個(gè)再生系統(tǒng)主要由特殊耐熱不銹鋼筒體、爐體、給料出料裝置、機(jī)械傳動(dòng)部分、保溫部分和控制系統(tǒng)等構(gòu)成。它的優(yōu)點(diǎn)是既可用作再生爐亦可用作活化爐，對(duì)物料適應(yīng)性強(qiáng)，設(shè)備故障低，連續(xù)進(jìn)出料的特點(diǎn)使其處理量大，再生

光催化再生法
光催化再生法的原理是利用一定波長(zhǎng)范圍的光，在某種催化劑存在的條件下，通過(guò)光化學(xué)反應(yīng)將吸附質(zhì)氧化分解，從而使飽和活性炭的吸附性能得到恢復(fù)。在水溶液中，光催化劑如銳鈦礦型TiO?等表面受光子激發(fā)將產(chǎn)生高反應(yīng)活性的羥基自由基，可將大部分有機(jī)物及部分無(wú)機(jī)污染物氧化降解，終生成 CO2、H2O等無(wú)害或低毒物。目前用于研究的催化劑以TiO2為主，經(jīng)太陽(yáng)光照即具有高反應(yīng)活性。此法主要是在顆粒活性炭上負(fù)載銳鈦礦型TiO2光催化劑，使TiO2的光催化性能和活性炭的吸附性能結(jié)合起來(lái)。由于活性炭的吸附作用，其表面污染物濃度高，因此有利于光催化反應(yīng)的快速進(jìn)行，從而將污染物原位降解，達(dá)到使活性炭再生的目的。
但是活性炭的使用環(huán)境很復(fù)雜，在使用過(guò)程中可能會(huì)因某些較為復(fù)雜的因素(例如高溫和某些基團(tuán)的積累)造成光催化劑因“中毒”而失效，所以研究人員開(kāi)展了很多關(guān)于光催化失活的研究。光催化再生型活性炭在其吸附達(dá)到飽和后直接經(jīng)紫外光照射甚至日光輻射即可實(shí)現(xiàn)原位再生，不需要其他操作，能耗低，而且再生工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備操作容易，生產(chǎn)規(guī)?？梢噪S意控制。因此對(duì)光催化再生的研究具有重要意義。但該方法耗時(shí)長(zhǎng)，而且可能由于活性炭自身強(qiáng)烈

山東活性炭電化學(xué)再生法
電化學(xué)再生法是一種新型活性炭再生技術(shù)，也是目前活性炭再生領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一[4]，電化學(xué)再生的工作原理如同電解池的電解，即在電解質(zhì)存在的條件下使吸附質(zhì)脫附并氧化，從而使活性炭得以再生。該方法將活性炭填充在兩個(gè)主電極之間，在電解液中，通以直流電場(chǎng)，活性炭在電場(chǎng)作用下極化，一端呈陽(yáng)性，另一端呈陰性，從而形成微電解槽，在活性發(fā)的陰極部位和陽(yáng)極部位可分別發(fā)生還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)，大部分吸附在活性炭上的有機(jī)物將因此而分解，其余少部分將因電泳力的作用而發(fā)生脫附，其工藝流程如圖 4-9所示。廈門(mén)大學(xué)化學(xué)工程系張會(huì)平、傅志鴻等研究分析認(rèn)為，活性炭的電化學(xué)再生過(guò)程中包括電脫附、NaOH再生、NaCIO化學(xué)氧化等過(guò)程，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，電化學(xué)法再生活性炭效率可達(dá)到90%[14]。此外，還有研究表明再生位置、電解質(zhì)NaCI濃度、再生電流和再生時(shí)間對(duì)再生效果感有不同程度的影響。