活性炭
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活性炭是黑色粉末狀或顆粒狀的無定形碳。活性炭主成分除了碳以外還有氧、氫等元素。活性炭在結構上由於微晶碳是不規則排列，在交叉連接之間有細孔，在活化時會產生碳組織缺陷，因此它是一種多孔碳，堆積密度低，比表面積大。
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簡介
活性炭是傳統而現代的人造材料，又稱活性碳。自從問世一百年來，活性炭應用領域日益擴展，應用數量不斷遞增。回述炭應用的歷史，記載如下：
(1)公元前1550年，埃及又作為醫用的記載;
(2)公元前460~359年，希臘醫生Hippocrate用以治羊癲瘋;
(3) 1518~1593年，中國李時珍的本草綱目中提及用於治病
(4) 1993年有外用於潰瘍；
(5) 1794年，英國有家糖廠用於加速脫色。
上述例證應用的都是木炭，不是活性炭。
活性炭作為人造材料，是在1900年和1901年才發明的，發明者Raphael von Ostrejko,取得英國專利B.P.14224(1900);英國專利B.P.18040（1900）德國專利Ger.P.136792（1901）。
他發明將金屬氯化物炭化植物源原料或用二氧化碳或水蒸氣與炭化材料反應製造活性炭。1911年在維也納附近的工廠首次用於工業生產，當時產品是粉狀活性炭，商品名使Epomit；同年在荷蘭有Norit上市；1912年在捷克斯洛伐克又Carboraffin出售。（Ger.Pat.290656）。
回顧百年來世界活性炭應用的歷史，不妨粗略劃分為三個階段：
(1)第一階段，從20世紀初到約20世紀20年代為萌芽階段:
(2)第二階段，從約20世紀20年代中期為中期為成長階段;
(3)第三階段，從20世紀中期到20世紀末期為發展階段，發展成為環保大應用階段。
這三個階段可用活性炭應用歷程中兩件歷史性大事。作為劃分的界限。
第一件大事使活性炭防毒面具，在20世紀20年代在第一次世界大戰中的應用。可以次作為劃分活性炭應用歷史的第一階段和第二階段的界限。
活性炭在初期主要應用使粉炭在糖業中逐步代替了原來的骨炭。在20世紀20年代的第一次世界大戰中出現的顆粒大量應用於防毒面具。這是工業化學史輝煌的一頁。當時荷蘭的Norit和捷克斯洛伐克、德國=法國=瑞士等國的製造商和批發商曾成立一個聯合公司，說明在歐洲萌芽的活性炭也是廣為看好的新興產業。
通過防毒面具應用的推動，活性炭歷史進入了第二階段，活性炭市場不斷擴大，活性炭的吸附和催化功能在眾多行業的精製、回收、合成上的應用陸續開發，美國等的活性炭廠陸續開設。在20世紀中葉不斷拓展應用面的活性炭，被視為「萬能吸附劑」。
第二件大事是活性炭除臭作用，在20世紀40年代數以百計的自來水廠中採用了活性炭除臭。以此作為劃分活性炭應用歷史的第二階段與第三階段的界限。
1927年國芝加哥自來水廠發生了廣大居民難以接受的自來水惡臭事故，這是由於原水中的苯酚和消毒用的氯生成異臭所致。德國等地的自來水廠也發生了同樣的事故，這些事故都是用活性炭來解決的。
此後，隨著環境保護日益受到重視，政府法令的日趨嚴格。活性炭不僅在淨水方面，而且在淨氣等方面的用量劇增，使得在20世紀的後半葉，環保產業成為活性炭應用的大戶。由此活性炭歷史進入了第三階段，即發展階段。
我國活性炭在應用歷史簡分為三個階段。
(1)第一階段使20世紀40年代以前，我國製藥工業、化學工業中使用活性炭量大，都用進口貨，例如用Carboraffin牌的活性炭。
(2)第二階段自20世紀50年代初開始，國產活性炭上市。1951年瀋陽和撫順的單管爐廠、青島的反射爐悶燒法廠、上好的電熱活化法廠，接著又氯化鋅活化法廠，1958年福建、杭州、廣州、煙台、東北等地紛紛建廠，1966年太原開創斯列普活化法廠，隨後我國陸續開設數以百計的斯列普爐廠。此外，還有不少的轉爐、粑式爐等工廠。總生產能力從1951年的三五十噸猛增到20世紀80年代的近十萬噸。
生產與應用相互促進，活性炭的應用範圍被迅速開拓。從原來單一的通用炭向多種的專用炭發展，例如淨水炭、糖炭、味精炭、油脂炭、黃金炭、載體炭、藥用炭、針劑炭、試劑炭等等，足見活性炭因國內經濟蒸蒸日上而應用量速增，又因產量擴大、陳本降低而使出口量上升。我國活性炭的應用，不僅在國內市場發展，而且進入了國際市場。
活性炭是一種非常優良的吸附劑，它是利用木炭、竹炭、各種果殼和優質煤等作為原料，通過物理和化學方法對原料進行破碎、過篩、催化劑活化、漂洗、烘乾和篩選等一系列工序加工製造而成。它具有物理吸附和化學吸附的雙重特性，可以有選擇的吸附氣相、液相中的各種物質，以達到脫色精製、消毒除臭和去污提純等目的。檢驗標準可按照中國國標GB，或按照其他國家標準，如：美國ASTM，日本JIS，德國DIN標準等。
活性炭吸附性
吸附性質是活性炭的首要性質。活性炭具有像石墨晶粒卻無規則地排列的微晶。在活化過程中微晶間產生了形狀不同、大小不一的孔隙，假定活性炭的孔隙是圓筒孔形狀，活性炭按一定方法計算孔隙的半徑大小可分為二類：
(1) 按IUPAC分：
微孔 <1.0nm
中孔 1-25nm
大孔 >25nm。
(2) 按習慣分：
微孔 <150nm
中孔 150-20 000nm
大孔 >20 000nm。
由於這些孔隙，特別是微孔提供了巨大的表面積。
活性炭微孔的孔隙容積一般只有0.25-0.9mL/g，孔隙數量約為1020個/g,全部微孔表面積約為500-1500m2/g，通常以BET法測算，也有稱高達3500-5000 m2/g的。活性炭幾乎95%以上的表面積都在微孔中，因此除了有些大分子進不了外，微孔是決定活性炭吸附性能高低的重要因素。中孔的孔隙容積一般約為0.02-1.0mL/g，表面積最高可達幾百平方米，一般只有活性炭總蠶種的約5%。其作用能吸附蒸汽，並能為吸附物提供進入微孔的通道，又能直接吸附較大的分子。
大孔的孔隙容積一般約為0.2-0.5 mL/g，表面積只約0.5-2 m2/g，其作用一是使吸附質分子快速深入活性炭內部較小的孔隙中去；二是作為催化載體時，催化劑常少量沉澱在微孔內，大都沉澱在大孔和中孔之中。
所提的活性炭表面積理應包括內表面積和外表面積，事實上吸附性質主要來自巨大的內表面積，因此不能誤認為：把活性炭研碎磨細會明顯提高表面積從而提高吸附力。
很多吸附是可逆的物理吸附，即被吸附物為流體，在一定溫度和壓力下被活性炭吸附，在高溫低壓下被吸附物又解吸出來，活性炭內表面恢復原狀。這是廣泛應用的物理吸附，學術上又稱為范德華吸附。
活性炭吸附原理
活性炭是一種很細小的炭粒 有很大的表面積，而且炭粒中還有更細小的孔——毛細管。這種毛細管具有很強的吸附能力，由於炭粒的表面積很大，所以能與氣體（雜質）充分接觸。當這些氣體（雜質）碰到毛細管被吸附，起淨化作用。活性炭的表面積研究是非常重要的，活性炭的比表面積檢測數據只有採用BET方法檢測出來的結果才是真實可靠的，國內目前有很多儀器只能做直接對比法的檢測，現在國內也被淘汰了。目前國內外比表面積測試統一採用多點BET法，國內外製定出來的比表面積測定標準都是以BET測試方法為基礎的，請參看我國國家標準（GB/T 19587-2004）-氣體吸附BET原理測定固態物質比表面積的方法。比表面積檢測其實是比較耗費時間的工作，由於樣品吸附能力的不同，有些樣品的測試可能需要耗費一整天的時間，如果測試過程沒有實現完全自動化，那測試人員就時刻都不能離開，並且要高度集中，觀察儀錶盤，操控旋鈕，稍不留神就會導致測試過程的失敗，這會浪費測試人員很多的寶貴時間。F-Sorb 2400比表面積測試儀是真正能夠實現BET法檢測功能的儀器（兼備直接對比法），更重要的F-Sorb 2400比表面積測試儀是迄今為止國內唯一完全自動化智能化的比表面積檢測設備，其測試結果與國際一致性很高，穩定性也很好，同時減少人為誤差，提高測試結果精確性。
活性炭對各氣體的吸附能力（單位：ml/cm3)：
H2、 O2、N2、Cl2、CO2
4.5 、35、11、494、97
影響活性炭吸附的主要因素
①活性炭吸附劑的性質
其表面積越大，吸附能力就越強； 活性炭是非極性分子，易於吸附非極性或極性很低的吸附質；活性炭吸附劑顆粒的大小，細孔的構造和分布情況以及表面化學性質等對吸附也有很大的影響。
②吸附質的性質
取決於其溶解度、表面自由能、極性、吸附質分子的大小和不飽和度、附質的濃度等
③廢水PH值
活性炭一般在酸性溶液中比在鹼性溶液中有較高的吸附率。
PH值會對吸附質在水中存在的狀態及溶解度等產生影響，從而影響吸附效果。
④共存物質
共存多種吸附質時，活性炭對某種吸附質的吸附能力比只含該種吸附質時的吸附能力差
⑤溫度
溫度對活性炭的吸附影響較小
⑥接觸時間
應保證活性炭與吸附質有一定的接觸時間，使吸附接近平衡，充分利用吸附能力。
活性炭化學性
活性炭的吸附除了物理吸附，還有化學吸附。活性炭的吸附性既取決於孔隙結構，又取決於化學組成。
活性炭不僅含碳，而且含少量的化學結合、功能團開工的氧和氫，例如羰基、羧基、酚類、內酯類、醌類、醚類。這些表面上含有的氧化物和絡合物，有些來自原料的衍生物，有些是在活化時、活化後由空氣或水蒸氣的作用而生成。有時還會生成表面硫化物和氯化物。在活化中原料所含礦物質集中到活性炭里成為灰分，灰分的主要成分是鹼金屬和鹼土金屬的鹽類，如碳酸鹽和磷酸鹽等。
這些灰分含量可經水洗或酸洗的處理而降低。
活性炭催化性
活性炭在許多吸附過程中伴有催化反應，表現出催化劑的活性。例如活性炭吸附二氧化硫經催化氧化變成三氧化硫。
由於活性炭有特異的表面含氧化合物或絡合物的存在，對多種反應具有催化劑的活性，例如使氯氣和一氧化碳生成光氣。
由於活性炭和載持物之間會形成絡合物，這種絡合物催化劑使催化活性大增，例如載持鈀鹽的活性炭，即使沒有銅鹽的催化劑存在，烯烴的氧化反應也能催化進行，而且速度快、選擇性高。
由於活性炭具有發達的細孔結構、巨大的內表面積和很好的耐熱性、耐酸性、耐鹼性，可作為催化劑的載體。例如，有機化學中加氫、脫氫環化、異構化等的反應中，活性炭是鉑、鈀催化劑的優良載體。
活性炭機械性
(1)粒度：採用一套標準篩篩分法，求出留在和通過每隻篩子的活性炭重量，表示粒度分布。
(2)靜觀密度或堆密度：飲食孔隙容積和顆粒間空隙容積的單位體積活性炭的重量。
(3)體積密度和顆粒密度：飲食孔隙容積而不飲食顆粒間空隙容積的單位體積活性炭的重量。
(4)強度：即活性炭的耐破碎性。
(5)耐磨性：即耐磨損或抗磨擦的性能。
這些機械性質直接影響活性炭應用，例如：密度影響容器大小；粉炭粗細影響過濾；粒炭粒度分布影響流體阻力和壓降；破碎性影響活性炭使用壽命和廢炭再生。
活性炭應用
增加活性炭目數與毫米對應表內容以及相關網站.並非作廣告.對消費者有很多幫助.現在活性炭都是按照目來說的,但大家不知道目其實可以換成毫米的.
活性炭廣泛應用於工農業生產的各個方面，如石化行業的無鹼脫臭（精製脫硫醇）、乙烯脫鹽水（精製填料）、催化劑載體（鈀、鉑、銠等）、水淨化及污水處理；電力行業的電廠水質處理及保護；化工行業的化工催化劑及載體、氣體淨化、溶劑回收及油脂等的脫色、精製；食品行業的飲料、酒類、味精母液及食品的精製、脫色；黃金行業的黃金提取、尾液回收；環保行業的污水處理、廢氣及有害氣體的治理、氣體淨化；以及相關行業的香煙濾嘴、木地板防潮、吸味、汽車汽油蒸發污染控制，各種浸漬劑液的製備等。活性炭在未來將會有極好的發展前景和廣闊的銷售市場。
活性碳主要用途﹕
1.用於液相吸附類活性碳
•自來水，工業用水，電鍍廢水，純淨水，飲料，食品，醫藥用水淨化及電子超純水製備。
•蔗糖、木糖、味精、藥品、檸檬酸、化工產品、食品添加劑的脫色、精製和去雜質純化過濾
•油脂、油品、汽油、柴油的脫色、除雜、除味、酒類及飲料的淨化、除臭、除雜
•精細化工、醫藥化工、生物製藥過程產品提純、精製、脫色、過濾。
•環保工程廢水、生活廢水淨化、脫色、脫臭、降COD
2.用於氣相吸附類活性碳
•苯、甲苯、二甲苯、丙酮、油氣、CS2等有機溶劑吸附與回收。
•香煙過濾嘴、裝修除味、室內空氣淨化（甲醛，苯等的去除），工業用氣的淨化（如CO2、N2等)
•石化行業生產、天然氣淨化、脫硫、除臭、廢氣的治理
•生化、油漆工業、地下場所、皮革工廠、動物飼養場所的空氣淨化、脫臭。
•煙道氣的臭氣吸附、硫化物吸附，汞蒸汽的去除，降低戴奧辛的生成。
3.用於高要求領域活性碳
•催化劑及催化劑載體（鈀炭催化劑、釕炭催化劑、銠炭催化劑、鉑炭催化劑），貴重金屬催化劑及合成金剛石、黃金提取。
•血液淨化、汽車炭罐、高性能燃料電池、雙電層超級電容器、鋰電池負極材料、貯能材料、軍事、太空等高要求領域。
活性碳服務﹕
•活性炭選型﹕為您的企業量體裁衣，特別定製，即符合本企業的生產需求而同時又能降低企業綜合成本。
•優化設計﹕我們的應用工程人員將與您的企業一道，對吸附工藝、設備、活性炭品種進行優化設計，使其達到最佳性價比。
•新產品研發：如果您認為現有的活性炭規格品種不能滿足貴方生產應用的需要，請將您的需求告訴我們，我司工程技術人員可與貴方共同開發。
•再生﹕提供活性碳再生、活性炭裝填、回收更換等服務。
•其它服務：提供應用技術諮詢，活性炭價格查詢,進口高檔活性炭定做等
活性炭價格成本預算：
活性炭採用木質或椰殼為原料，深度活化比表面積較大，因此活性炭內部孔豐富，密度輕，就像海綿內部有很多孔有良好的吸附性，一噸木質活性炭為2.7-3.5m3，煤質活性炭一噸不到2m3，說明他內部孔不豐富密度大。如果按立方算的話煤質活性炭並不便宜，還有活性炭吸附量和使用壽命上差距很大，所以活性炭價格不一定就能決定成本，不能光看噸價，還需算算活性炭體積才知道性價比。10m3活性炭=3噸木質活性炭=4.5噸椰殼炭=5.5噸煤質活性炭.
原理
活性炭是一種很細小的炭粒 有很大的表面積，具有豐富的微孔，具有很強的吸附能力，由於炭粒的表面積很大，所以能與氣體（雜質）充分接觸。當這些氣體（雜質）被微孔吸附，起淨化作用。
活性炭的用途及種類
一、活性炭的用途
1、空氣淨化
2、污水處理場排氣吸附
3、飲料水處理
4、電廠水預處理
5、廢水回收前處理
6、生物法污水處理
7、有毒廢水處理
8、石化無鹼脫硫醇
9、溶劑回收（因為活性炭可吸附有機溶劑）
10、化工催化劑載體
11、濾毒罐
12、黃金提取
13、化工品儲存排氣淨化
14、製糖、酒類、味精醫藥、食品精製、脫色
15、乙烯脫鹽水填料
16、汽車尾氣淨化
17、PTA氧化裝置淨化氣體
18、印刷油墨的除雜
二、活性炭的種類
由於原料來源、製造方法、外觀形狀和應用場合不同，活性炭的種類很多，到目前為止尚無精確的統計材料，大約有上千個品種。
按原料來源分
1. 木質活性炭
2. 獸骨、血炭
3. 礦物質原料活性炭
4. 其它原料的活性炭
5. 再生活性炭
按製造方法分
1. 化學法活性炭（化學炭）
2. 物理法活性炭
3. 化學–物理法或物理–化學法活性炭
按外觀形狀分
1. 粉狀活性炭
2. 顆粒活性炭
3. 不定型顆料活性炭
4. 圓柱形活性炭
5. 球形活性炭
6. 其它形狀的活性炭
按孔徑分[2]
大孔 半徑>20 000nm
過渡孔 半徑150 ～20 000nm
微孔 半徑< 150nm 活性炭的表面積主要是由微孔提供的，
活性炭產品的應用方向及領域
◎石化行業
無鹼脫臭（精製脫硫醇）——重催的精製裝置
乙烯脫鹽水（精製填料）——乙烯裝置
催化劑載體（鈀、鉑、銠等）——苯乙烯、連續重整裝置
水淨化及污水處理——上水及下水的深度處理
◎電力行業
電廠水質處理及保護——鍋爐裝置
◎化工行業
化工催化劑及載體、氣體淨化、溶劑回收、及油脂等的脫色、精製
◎食品行業
飲料、酒類、味精母液及食品的精製、脫色
◎黃金行業
黃金提取——適用炭漿法、堆浸法提金工藝
尾液回收——金礦的廢物利用及環境保護
◎環保行業
用於污水處理、廢氣及有害氣體的治理、氣體淨化
◎相關行業
香煙濾嘴、木地板防潮、吸味、汽車汽油蒸發污染控制，各種浸漬劑液的製備等,比如活性炭可以作為活性碳罐的填充物用來生產摩托車碳罐 汽車碳罐等。
活性炭吸附法在水處理中的應用
活性炭吸附廣泛應用於在城市污水處理、飲用水及工業廢水處理。
⑴城市污水處理
廢水中的一些有機物是難於為微生物或一般氧化法所氧化分解的，如酚、苯、石油及其產品、殺蟲劑、洗滌劑、合成染料、胺類化合物以及許多人工合成有機物，經生化處理後很難達到對排放要求較高的水體中排放的標準，也嚴重影響廢水的回用，因此需要深度處理。
由於活性炭對有機物的吸附能力大，在廢水深度處理中得到廣泛的應用，具有以下優點：
①處理程度高，城市污水用活性炭進行深度處理後，BOD可降低99%，TOC可降到1～3mg/L。
②應用範圍廣，對廢水中絕大多數有機物都有效，包括微生物難於降解的有機物。
③適應性強，對水量及有機物負荷的變動有較強的適應性能，可得到穩定的處理效果。
④粒狀炭可進行再生重複使用，被吸附的有機物在再生過程中被燒掉，不產生污泥。
⑤可回收有用物質，例如用活性炭處理含酚廢水，用鹼再生吸附飽和的活性炭，可以回收酚鈉鹽。
⑥設備緊湊、管理方便。
⑵飲用水深度處理中的應用
活性炭吸附是建立在常規給水處理基礎上，一般設置在砂過濾之後，也可與砂濾料組成雙層濾料過濾或以活性炭過濾代替砂過濾。
在利用活性炭吸附進行飲用水深度處理的過程中，發現在活性炭濾料上生長有大量的微生物，使出水水質提高且再生延長，於是發展了一種經濟有效的去除水中的微污染物質的生物活性炭工藝，流程為原水—（加入混凝劑）—澄清—過濾（加入臭氧）再利用活性炭吸附，最後是出水。
⑶工業廢水處理中的應用
很多工業廢水很難或不能採用生化處理，採用其他方法時，有的不能達到排放標準，或運行費用較高，或操作較麻煩等，例如有毒的有機化合物和某些金屬及其化合物等。工程實踐表明，活性炭對這些物質有很強的吸附能力。
活性炭產品的再生
活性炭目前在環境保護，工業與民用方面己被大量使用,並且取得了相當的成效,然而活性炭在吸附飽合被更換後,使用單位均將其廢棄,掩埋或燒掉,造成資源的浪費和對環境的再污染。
活性炭吸附是一個物理過程，因此還可以採用高溫蒸汽將使用過的活性炭內之雜質進行脫附，並使其恢復原有之活性，以達到重複使用的目的，具有明顯的經濟效益。
再生後的活性炭其用途仍可連續重複使用及再生。
活性炭再生技術的發展
隨著活性炭的應用範圍日趨廣泛,活性炭的回收開始得到了人們的重視。如果用過的活性炭無法回收,除了每噸廢水的處理費用將會增加0.83～0.90元外，還會對環境造成二次污染。因此,活性炭的再生具有格外重要的意義。
1傳統活性炭再生方法
1.1熱再生法
熱再生法是目前應用最多,工業上最成熟的活性炭再生方法。處理有機廢水後的活性炭在再生過程中,根據加熱到不同溫度時有機物的變化,一般分為乾燥、高溫炭化及活化三個階段。在乾燥階段,主要去除活性炭上的可揮發成分。高溫炭化階段是使活性炭上吸附的一部分有機物沸騰、汽化脫附,一部分有機物發生分解反應,生成小分子烴脫附出來,殘餘成分留在活性炭孔隙內成為「固定炭」。在這一階段,溫度將達到800～900°C,為避免活性炭的氧化,一般在抽真空或惰性氣氛下進行。接下來的活化階段中,往反應釜內通入CO2、CO、H2或水蒸氣等氣體,以清理活性炭微孔,使其恢復吸附性能,活化階段是整個再生工藝的關鍵。熱再生法雖然有再生效率高、應用範圍廣的特點,但在再生過程中,須外加能源加熱,投資及運行費用較高。
1.2生物再生法
生物再生法是利用經馴化過的細菌,解析活性炭上吸附的有機物,並進一步消化分解成H2O和CO2的過程。生物再生法與污水處理中的生物法相類似,也有好氧法與厭氧法之分。由於活性炭本身的孔徑很小,有的只有幾奈米,微生物不能進入這樣的孔隙,通常認為在再生過程中會發生細胞自溶現象,即細胞酶流至胞外,而活性炭對酶有吸附作用,因此在炭表面形成酶促中心,從而促進污染物分解,達到再生的目的。生物法簡單易行,投資和運行費用較低,但所需時間較長,受水質和溫度的影響很大。
1.3濕式氧化再生法
在高溫高壓的條件下,用氧氣或空氣作為氧化劑,將處於液相狀態下活性炭上吸附的有機物氧化分解成小分子的一種處理方法,稱為濕式氧化再生法。實驗獲得的活性炭最佳再生條件為:再生溫度230°C,再生時間1h,充氧pO20.6MPa,加炭量15g,加水量300mL。再生效率達到(45±5)%,經5次循環再生,其再生效率僅下降3%。活性炭表面微孔的部分氧化是再生效率下降的主要原因。
傳統的活性炭再生技術除了各自的弊端外,通常還有三點共同的缺陷:(1)再生過程中活性炭損失往往較大;(2)再生後活性炭吸附能力會有明顯下降;(3)再生時產生的尾氣會造成空氣的二次污染。因此,人們或對傳統的再生技術進行改進,或探索全新的再生技術。
2目前新興的活性炭再生技術
2.1溶劑再生法
溶劑再生法是利用活性炭、溶劑與被吸附質三者之間的相平衡關係,通過改變溫度、溶劑的pH值等條件,打破吸附平衡,將吸附質從活性炭上脫附下來。
溶劑再生法比較適用於那些可逆吸附,如對高濃度、低沸點有機廢水的吸附。它的針對性較強,往往一種溶劑只能脫附某些污染物,而水處理過程中的污染物種類繁多,變化不定,因此一種特定溶劑的應用範圍較窄。
2.2電化學再生法
電化學再生法是一種正在研究的新型活性炭再生技術。該方法將活性炭填充在兩個主電極之間,在電解液中,加以直流電場,活性炭在電場作用下極化,一端成陽極,另一端呈陰極,形成微電解槽,在活性炭的陰極部位和陽極部位可分別發生還原反應和氧化反應,吸附在活性炭上的污染物大部分因此而分解,小部分因電泳力作用發生脫附。該方法操作方便且效率高、能耗低,其處理對象所受局限性較小,若處理工藝完善,可以避免二次污染。
實驗結果表明,電化學再生活性炭具有較高的再生效率,可達到90%。此外,對工藝參數的研究表明,再生位置是活性炭再生工藝中最重要的影響因素,電解質NaCl濃度是較重要的影響因素,再生電流和再生時間對活性炭的電化學再生也有一定的影響。
2.3超臨界流體再生法
據最近的研究資料表明,在CO2的臨界點附近,再生效率的變化很大;對未被烘乾的活性炭,則需要延長其再生時間。對氨基苯磺酸而言,CO2超臨界流體法再生的最佳溫度為308K,當溫度超過308K時,再生不受影響;當流速大於1.47×10-4m/s時,流速不影響再生;用HCl溶液處理後,會使活性炭再生效果明顯改善。對苯而言,再生效率在低壓下隨溫度的下降而降低;在16.0MPa壓力時的最佳再生溫度為318K;在實驗流速下,再生效率會隨流速加快而提高。
2.4超聲波再生法
由於活性炭熱再生需要將全部活性炭、被吸附物質及大量的水份都加熱到較高的溫度,有時甚至達到汽化溫度,因此能量消耗很大,且工藝設備複雜。其實,如在活性炭的吸附表面上施加能量,使被吸附物質得到足以脫離吸附表面,重新回到溶液中去的能量,就可以達到再生活性炭的目的。超聲波再生就是針對這一點而提出的。超聲再生的最大特點是只在局部施加能量,而不需將大量的水溶液和活性炭加熱,因而施加的能量很小。
研究表明經超聲波再生後,再生排出液的溫度僅增加2～3℃。每處理1L活性炭採用功率為50W的超聲發生器120min,相當於每m3活性炭再生時耗電100kWh,每再生一次的活性炭損耗僅為乾燥質量的0.6%～0.8%,耗水為活性炭體積的10倍。但其只對物理吸附有效,目前再生效率僅為45%左右,且活性炭孔徑大小對再生效率有很大影響。
2.5微波輻照再生法
微波輻照再生法是在熱再生法基礎上發展起來的活性炭再生技術。其原理是以電為能源,利用微波輻照加熱實現再生。試驗中的最佳再生效率出現在功率為HI(W),輻照時間約為80s時。比較極差S可知,對再生後活性炭碘值恢復影響最大的是微波功率,其次是輻照時間,最後是活性炭的吸附量。微波輻照法再生活性炭的時間短。能耗低、設備構造簡單,具有較好的應用前景。然而,在微波加熱使有機物脫附過程中,是否有其它的中間產物產生等問題還有待於進一步研究。
2.6催化濕式氧化法
傳統濕式氧化法再生效率不高,能耗較大。再生溫度是影響再生效率的主要原因,但提高再生溫度會增加活性炭的表面氧化,從而降低再生效率。因此,人們考慮藉助高效催化劑,採用催化濕式氧化法再生活性炭。同濟大學水環境控制與資源化研究國家重點實驗室的科研人員正在開展此方面的研究。隨著可持續發展觀念的深入人心,活性炭再生工藝與技術日益得到人們的重視。一些傳統的活性炭再生技術與工藝在近幾年有了新的改進與突破。同時新再生技術也在不斷湧現。雖然這些新興技術在工藝路線上還不成熟,目前尚無法投入工業使用。但它們的出現為活性炭的再生帶來了新思路與新探討。
實驗室製備方法
1、試劑與儀器
試劑：氯化鋅，鹽酸
儀器：馬弗爐，電動振蕩器，乾燥箱，200目篩。
2、製備工藝
先將花生殼洗淨、烘乾、粉碎，與一定濃度的氯化鋅溶液按一定的料液比混合，充分攪拌後，放置14h後，將料液移至坩堝中放在馬弗爐中燒制活化，冷卻，用1％稀鹽酸洗滌，再用蒸餾水洗滌至pH值為5-7，烘乾，研磨，用200目篩篩分，即得產品。
活化溫度和活化時間是最主要的影響因素。經優化的料液質量比1：2.5，ZnCl2 質量分數60％ ，活化溫度600℃，活化時問90min。
工業製備方法
【加工品原料類別】花生殼
【加工產品名稱】活性炭
【加工技術】花生殼製取活性炭。
【原料製備】將花生殼洗淨，晾乾，粉碎，過40目篩備用。購買聚乙烯珠狀物料備用。
【產品名稱】活性炭。
【生產設備、儀器及藥品】混合機、塑料模具、炭化爐、攪拌機、活化爐、木桶、試紙、120目篩、炒鍋、氫氧化鈉、甲醛、氯化鋅、鹽酸、氯化銨、苯乙烯、己烷、硬脂酸鈣、滑石粉。
【工藝流程】備用料→炭化→冷卻→活化→洗滌→翻炒→烘乾→粉碎過篩→得活性炭成品。
【操作步驟】將備用料加入3倍量的44%氯化鋅液(用鹽酸調pH=1)，充分攪拌浸漬，靜置吸收5小時，再充分攪拌復靜置吸收5小時，至氯化鋅液全被吸收干，移入敞口平底炭化爐中密閉炭化，於400℃炭化3小時，隔30分鐘左右徹底攪拌一次，攪拌前將爐溫降至100℃以下，攪拌後再升溫密閉炭化，直至變成黑焦，表明炭化完成，出料冷卻，用2倍量的44%氯化鋅液(pH=1)浸漬，充分攪拌，使氯化鋅液全部被吸收，移入活化爐中，於650℃活化70分鐘，出料冷卻，移入木桶內，加入等量的40%氯化銨液，充分攪拌洗滌，靜置澄清，虹吸出清液，依次用30%、12%和3%的氯化銨液攪拌洗滌，再用等量的30%鹽酸攪拌洗滌，濾取炭粒，入鍋，加入等體積的清水，煮沸洗滌幾次，至洗滌無氯化銨為止，加熱蒸發，攪拌翻炒，棄掉水分，烘乾、粉碎，過120目篩，得活性炭，密封包裝。
【注意事項】(1)鹽酸和氫氧化鈉為強酸強鹼，甲醛為劇毒，操作時應穿戴防護衣、手套和口罩等，防止酸鹼液灼傷。廢棄酸鹼溶液的處理與排放必須遵照國家有關規定，防止對環境造成污染。(2)炭化和活化過程中操作應注意高溫，安全生產。
【效益分析】製取活性炭1噸，需耗花生殼4噸左右。
國家標準
活性炭國家標準
1 GB/T 7702.10-2008 煤質顆粒活性炭試驗方法 苯蒸氣 氯乙烷蒸氣防護時間的測定
2 GB/T 7702.6-2008 煤質顆粒活性炭試驗方法 亞甲藍吸附值的測定
3 GB/T 7702.7-2008 煤質顆粒活性炭試驗方法 碘吸附值的測定
4 GB/T 7702.8-2008 煤質顆粒活性炭試驗方法 苯酚吸附值的測定
5 GB/T 7702.9-2008 煤質顆粒活性炭試驗方法 著火點的測定
6 GB/T 20449-2006 活性炭丁烷工作容量測試方法
7 GB/T 20450-2006 活性炭著火點測試方法
8 GB/T 20451-2006 活性炭球盤法強度測試方法
9 GB/T 13803.2-1999 木質淨水用活性炭
10 GB/T 13803.1-1999 木質味精精製用顆粒活性炭
11 GB/T 13803.3-1999 糖液脫色用活性炭
12 GB/T 12496.4-1999 木質活性炭試驗方法 水分含量的測定
13 GB/T 12496.5-1999 木質活性炭試驗方法 四氯化碳吸附率（活性）的測定
14 GB/T 12496.16-1999 木質活性炭試驗方法 氯化物的測定
15 GB/T 17665-1999 木質顆粒活性炭對四氯化碳蒸氣吸附試驗方法
16 GB/T 12496.12-1999 木質活性炭試驗方法 苯酚吸附值的測定
17 GB/T 13803.4-1999 針劑用活性炭
18 GB/T 12496.9-1999 木質活性炭試驗方法 焦糖脫色率的測定
19 GB/T 12496.19-1999 木質活性炭試驗方法 鐵含量的測定
20 GB/T 12496.10-1999 木質活性炭試驗方法 亞甲基藍吸附值的測定
21 GB/T 12496.13-1999 木質活性炭試驗方法 未炭化物的測定
22 GB/T 12496.6-1999 木質活性炭試驗方法 強度的測定
23 GB/T 12496.15-1999 木質活性炭試驗方法 硫化物的測定
24 GB/T 12496.17-1999 木質活性炭試驗方法 硫酸鹽的測定
25 GB/T 12496.2-1999 木質活性炭試驗方法 粒度分布的測定
26 GB/T 12496.20-1999 木質活性炭試驗方法 鋅含量的測定
27 GB/T 12496.7-1999 木質活性炭試驗方法 PH值的測定
28 GB/T 12496.11-1999 木質活性炭試驗方法 硫酸奎寧吸附值的測定
29 GB/T 12496.14-1999 木質活性炭試驗方法 氰化物的測定
30 GB/T 12496.8-1999 木質活性炭試驗方法 碘吸附值的測定
31 GB/T 12496.18-1999 木質活性炭試驗方法 酸溶物的測定
32 GB/T 12496.1-1999 木質活性炭試驗方法 表觀密度的測定
33 GB/T 12496.21-1999 木質活性炭試驗方法 鈣鎂含量的測定
34 GB/T 13803.5-1999 乙酸乙烯合成觸媒載體活性炭
35 GB/T 12496.22-1999 木質活性炭試驗方法 重金屬的測定
36 GB/T 12496.3-1999 木質活性炭試驗方法 灰分含量的測定
37 GB/T 7702.21-1997 煤質顆粒活性炭試驗方法--比表面積的測定
38 GB/T 7702.18-1997 煤質顆粒活性炭試驗方法--焦糖脫色率的測定
39 GB/T 7701.7-1997 高效吸附用煤質顆粒活性炭
40 GB/T 7702.20-1997 煤質顆粒活性炭試驗方法--孔容積的測定
41 GB/T 7702.9-1997 煤質顆粒活性炭試驗方法--著火點的測定
42 GB/T 7702.16-1997 煤質顆粒活性炭試驗方法--PH值的測定
43 GB/T 7702.15-1997 煤質顆粒活性炭試驗方法--灰分的測定
44 GB/T 7702.12-1997 煤質顆粒活性炭試驗方法--氯乙烷蒸氣防護時間的測定
45 GB/T 7701.3-1997 觸媒載體用煤質顆粒活性炭
46 GB/T 7702.19-1997 煤質顆粒活性炭試驗方法--四氯化碳脫附率的測定
47 GB/T 7702.11-1997 煤質顆粒活性炭試驗方法--苯蒸氣防護時間的測定
48 GB/T 7702.2-1997 煤質顆粒活性炭試驗方法--粒度的測定
49 GB/T 7702.14-1997 煤質顆粒活性炭試驗方法--飽和硫容量的測定
50 GB/T 7702.1-1997 煤質顆粒活性炭試驗方法--水分的測定
51 GB/T 7702.10-1997 煤質顆粒活性炭試驗方法--防護時間的測定
52 GB/T 7701.5-1997 淨化空氣用煤質顆粒活性炭
53 GB/T 7701.6-1997 防護用煤質顆粒活性炭
54 GB/T 7702.22-1997 煤質顆粒活性炭試驗方法--穿透硫容量的測定
55 GB/T 7702.17-1997 煤質顆粒活性炭試驗方法--漂浮率的測定
56 GB/T 7702.8-1997 煤質顆粒活性炭試驗方法--苯酚吸附值的測定
57 GB/T 7702.6-1997 煤質顆粒活性炭試驗方法--亞甲藍吸附值的測定
58 GB/T 7701.2-1997 回收溶劑用煤質顆粒活性炭
59 GB/T 7701.1-1997 脫硫用煤質顆粒活性炭
60 GB/T 7702.3-1997 煤質顆粒活性炭試驗方法--強度的測定
61 GB/T 7702.7-1997 煤質顆粒活性炭試驗方法--碘吸附值的測定
62 GB/T 7701.4-1997 淨化水用煤質顆粒活性炭
63 GB/T 7702.5-1997 煤質顆粒活性炭試驗方法--水容量的測定
64 GB/T 7702.4-1997 煤質顆粒活性炭試驗方法--裝填密度的測定
65 GB/T 7702.13-1997 煤質顆粒活性炭試驗方法--四氯化碳吸附率的測定
66 GB/T 16143-1995 建築物表面氡析出率的活性炭測量方法
67 GB/T 13805-1992 糖液脫色用活性炭
68 GB/T 13804-1992 木質淨水用活性炭
69 GB/T 13803-1992 木質味精精製用顆粒活性炭
70 GB/T 12496.20-1990 木質活性炭檢驗方法--PH值
71 GB/T 12496.12-1990 木質活性炭檢驗方法--酸溶物
72 GB/T 12496.17-1990 木質活性炭檢驗方法--未炭化物含量
73 GB/T 12496.1-1990 木質活性炭檢驗方法--焦糖脫色力
74 GB/T 12496.19-1990 木質活性炭檢驗方法--粒度
75 GB/T 12496.10-1990 木質活性炭檢驗方法--鈣鎂含量
76 GB/T 12496.13-1990 木質活性炭檢驗方法--重金屬含量
77 GB/T 12496.5-1990 木質活性炭檢驗方法--苯酚吸附值
78 GB/T 12496.7-1990 木質活性炭檢驗方法--碘吸附值
79 GB/T 12496.9-1990 木質活性炭檢驗方法--氯含量
80 GB 12495-1990 活性炭型號命名法
81 GB/T 12496.3-1990 木質活性炭檢驗方法--乙酸吸附值
82 GB/T 12496.18-1990 木質活性炭檢驗方法--充填密度
83 GB/T 12496.16-1990 木質活性炭檢驗方法--氰化物含量
84 GB/T 12496.15-1990 木質活性炭檢驗方法--硫化物含量
85 GB/T 12496.22-1990 木質活性炭檢驗方法--強度測定
86 GB/T 12496.6-1990 木質活性炭檢驗方法--硫酸奎寧吸附力
87 GB/T 12496.11-1990 木質活性炭檢驗方法--灼燒殘渣
88 GB/T 12496.4-1990 木質活性炭檢驗方法--乙酸鋅吸附值
89 GB/T 12496.14-1990 木質活性炭檢驗方法--鋅鹽含量
90 GB/T 12496.8-1990 木質活性炭檢驗方法--鐵含量
91 GB/T 12496.21-1990 木質活性炭檢驗方法--乾燥減量
92 GB/T 12496.2-1990 木質活性炭檢驗方法--亞甲基藍脫色力
93 GB 10333-1989 車間空氣中活性炭粉塵衛生標準
94 GB 7701.4-1987 淨化水用煤質顆粒活性炭
95 GB 7702.5-1987 煤質顆粒活性炭水容量測定方法
96 GB 7701.5-1987 淨化空氣用煤質顆粒活性炭
97 GB 7702.12-1987 煤質顆粒活性炭對氯乙烷蒸氣防護時間測定方法
98 GB 7702.9-1987 煤質顆粒活性炭著火點測定方法
99 GB 7701.2-1987 回收溶劑用煤質顆粒活性炭
100 GB 7701.6-1987 防護用煤質顆粒活性炭
101 GB 7702.14-1987 煤質顆粒活性炭硫容量測定方法
102 GB 7702.11-1987 煤質顆粒活性炭對苯蒸氣防護時間測定方法
103 GB 7702.3-1987 煤質顆粒活性炭強度測定方法
104 GB 7702.10-1987 煤質顆粒活性炭有效防護時間測定總方法
105 GB 7702.13-1987 煤質顆粒活性炭對四氯化碳蒸氣吸附率測定方法
106 GB 7702.7-1987 煤質顆粒活性炭碘吸附值測定方法
107 GB 7701.1-1987 脫硫用煤質顆粒活性炭
108 GB 7702.6-1987 煤質顆粒活性炭亞甲藍吸附值測定方法
109 GB 7701.3-1987 觸媒載體用煤質顆粒活性炭
110 GB 7702.2-1987 煤質顆粒活性炭粒度測定方法
111 GB 7702.1-1987 煤質顆粒活性炭水分測定方法
112 GB 7702.4-1987 煤質顆粒活性炭裝填密度測定方法
113 GB 7702.8-1987 煤質顆粒活性炭苯酚吸附值測定方法
114 YC/T 223.2-2007 特種濾棒第2部分：複合濾棒活性炭一醋纖二元複合濾棒
115 MT/T 1011-2006 煤基活性炭用煤技術條件
116 MT/T 996-2006 活性炭丁烷工作容量的測試方法
117 MT/T 997-2006 活性炭吸附NH3穿透容量和穿透時間的試驗方法
118 MT/T 998-2006 活性炭吸附SO2飽和容量的試驗方法
119 MT/T 999-2006 活性炭水溶物的試驗方法
120 HG/T 3922-2006 活性炭纖維氈
121 LY/T 1615-2004 木質活性炭 術語
122 DL/T 582-2004 火力發電廠水處理用活性炭使用導則
123 LY/T 1616-2004 活性炭水萃取液電導率測定方法
124 LY/T 1617-2004 雙電層電容器專用活性炭
125 LY/T 1623-2004 木糖液脫色用活性炭
126 DIN EN 13649-2002 固定源輻射.單個氣態有機化合物質量濃度的測定.活性炭
127 LY／T 1581-2000 化學試劑用活性炭
128 LY／T 1582-2000 檸檬酸脫色用活性炭
129 LY／T 1442-1999 醋酸乙烯合成觸煤載體活性炭
130 HG／T 3491-1999 化學試劑 活性炭
131 JIS K1474 AMD 1-1999 活性炭的試驗方法(修改件1)
132 LY／T 1400-1999 針劑用活性炭
133 LY／T 1331-1999 淨水載銀活性炭
134 LY／T 1281-1998 味精用粉狀活性炭
135 DL／T 582-1995 水處理用活性炭性能試驗導則
136 WJ 2284-1995 活性炭、浸漬炭測試用試驗篩檢定規程
137 WJ 2276-1995 活性炭、浸漬炭粒度測定儀檢定規程
138 WJ 2285-1995 活性炭、浸漬炭試驗用測定管檢定規程
139 WJ 2283-1995 活性炭、浸漬炭強度測定儀檢定規程
140 WJ 2249-1994 活性炭標準物質通用規範
141 WJ 2253-1994 浸漬活性炭標準物質通用規範
142 WJ 2250-1994 活性炭比表面積測定儀檢定規程
143 WJ 2252-1994 活性炭、浸漬炭防護性能試驗裝置檢定規程
144 EJ／T 824-1994 活性炭吸附氡子體Γ測量儀
145 LY／T 1125-1993 提取黃金用顆粒狀活性炭
146 GJB 1468-1992 軍用活性炭和浸漬活性炭通用規範
147 CB 1202-1991 含魚推-3的廢水處理規範 活性炭吸附法
148 ZB G13 001-1988 醋酸乙烯合成觸媒載體活性炭
149 ZB G13 002-1988 針劑用活性炭
150 HG 3-1290-1980 活性炭
151 HG／T 3-1290-1980 化學試劑 活性炭
152 LY 216-1979 粉狀活性炭
現行活性炭國家標準：
截止2009年12月15日，現行活性炭國家標準一共有54個。
國內最先進的新型活性炭生產設備
一、《一步法生產活性碳的內熱蒸汽轉爐》——空衛高級椰殼活性炭由此專利設備精製而成！
最新活性炭專利型生產設備，為一種炭化、活化一步法生產活性碳的內熱蒸汽轉爐，包括爐體，其特徵在於：所述爐體旋轉時，其爐腔內前部為物料活化區，後部為物料碳化區，在爐體的物料活化區和物料碳化區內均設有蒸汽輸入裝置和空氣輸入裝置，位於物料碳化區的空氣輸入裝置與物料碳化區隔斷連接，位於物料活化區的空氣輸入裝置與物料活化區連通；位於物料碳化區的蒸汽輸入裝置與物料碳化區連通，位於物料活化區的蒸汽輸入裝置與物料活化區隔斷連接。縮短了活性炭生產過程，降低了生產成本。
本專利一步法炭化、活化縮短了生產過程，能耗低、產品收率高、投資少、成本低。具有以下特點： 1、生產原料取材方便：可用任何果殼和木工下腳料做為生產原料。 2、生產成本低：活化過程產生的大量水煤氣能夠充分供給炭化、活化和餘熱鍋爐使用且有剩餘，生 產過程無需再加其他燃料和外接蒸汽，大大降低生產用燃料成本。 3、產品質量好：生產碘吸附值大於1150mg/g,亞甲基藍蘭吸值大於200mg/g的中高級性能活性炭 得率為13%-14%。
二、《外熱、內熱雙功能活性碳生產裝置》——空衛高級椰殼活性炭由此專利設備精製而成！
最新活性炭專利型生產設備，本專利節能環保、產品質量高，具有以下特點：
1、節能環保生產：利用先進的氣體回收系統，使可燃氣體充分燃燒和煙氣二次回收利用，環保節能。 利用科學的蒸汽過熱系統，將出料攜帶的大量熱能進行回收過熱水蒸氣，供生產使用，實現了高 效節能。
2、溫控均勻、產品得率高：該專利技術能夠均勻分配和控制活化爐內的各段溫度，確保產品活化合 理，得率高。
3、產品品質好：通過先進的工藝調試用，可合理調動硬體設施，實現產品合理活化，生產出多重技術 指標產品。
| 粒徑目與毫米的換算 | |||||||
| 目 | 毫米 | 目 | 毫米 | 目 | 毫米 | 目 | 毫米 |
| 2.5 | 8.00 | 12 | 1.40 | 60 | 0.250 | 270 | 0.053 |
| 3 | 6.80 | 14 | 1.18 | 65 | 0.212 | 325 | 0.045 |
| 4 | 4.75 | 16 | 1.00 | 80 | 0.180 | 400 | 0.038 |
| 5 | 4.00 | 20 | 0.85 | 100 | 0.150 | 500 | 0.031 |
| 6 | 3.35 | 24 | 0.71 | 115 | 0.125 | 600 | 0.025 |
| 7 | 2.80 | 28 | 0.60 | 150 | 0.106 | 800 | 0.019 |
| 8 | 2.36 | 32 | 0.50 | 170 | 0.090 | 1000 | 0.015 |
| 9 | 2.00 | 35 | 0.425 | 200 | 0.075 | 1500 | 0.010 |
| 10 | 1.70 | 48 | 0.300 | 250 | 0.063 | 3000 | 0.005 |
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