山東活性炭作為一種孔隙結構發(fā)達、比表面積大、選擇性吸附力強的炭質(zhì)吸附材料，已經(jīng)被廣泛應用于軍工、食品、冶金、化工、環(huán)保、醫(yī)藥等行業(yè)的精制和凈化過程。隨著近年來環(huán)境保護力度的加強、食品安全標準的提高、動力電池的興起，活性炭的需求量越來越大，已經(jīng)成為人們生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中不可或缺的重要產(chǎn)品。
世界活性炭制造與應用的歷史已逾，我國活性炭工業(yè)的發(fā)展也走過了半個多世紀，并取得了令人矚目的成就，我國已發(fā)展成為世界活性炭生產(chǎn)大國和出口大國，年產(chǎn)量超過60萬噸，出口量逾25萬噸。我國活性炭的制造起步于20世紀50年代初，生產(chǎn)能力從1951年的不足百噸猛增到20世紀80年代的近十萬噸，且活性炭的應用范圍迅速拓展，多種活性炭品種得到了發(fā)展;20世紀80年代后，隨著和國內(nèi)經(jīng)濟迅速發(fā)展，活性炭生產(chǎn)和應用進一步遞增，出口量迅速上升成為世界。近年來，儲能、VOCs捕集等新能源與環(huán)保行業(yè)對活性炭需求的增加，進一步激勵了活性炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展，開發(fā)出多種活性炭新品種，拓展了應用新領域。
本書全面介紹了國內(nèi)外活性炭制造與應用新技術，以及作者多年在活性炭領域的主要科技成果，包括:活性炭概論、制造工藝和裝備、應用技術、檢測標準等九個部分，內(nèi)容豐富、特色鮮明、通俗易懂，具有重要的參考價值和使用價值。對于更好、更快地促進我國活性炭事業(yè)的發(fā)展，必將產(chǎn)生積極的推動作用。
活性炭作為重要的林化產(chǎn)品，在國民經(jīng)濟各個領域發(fā)揮著的作用。今后，希望加強科研院所與活性炭生產(chǎn)企業(yè)的緊密聯(lián)合，促進科技成果的轉(zhuǎn)化，開發(fā)出質(zhì)量高，應用廣，更具國際競爭力的活性炭產(chǎn)品，為中國活性炭行業(yè)的科技進步，進軍世界活性炭強國做出更大的貢獻。

在活性炭再生過程中，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)濟性都達到高。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、用量、再生董等.另外，還需從運輸系統(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)的運行數(shù)據(jù)資料，處理對象為水體中的 COD，吸附塔是移動層式吸附塔，再生爐為5層的多層再生爐。該設備每周運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)不斷的運溯狀況下，年平均再生損失只有0.2%。
表4-4 多層爐的運行資料

外熱式回轉(zhuǎn)爐
活性炭在回轉(zhuǎn)爐內(nèi)的滯留時間可以通過回轉(zhuǎn)速度來調(diào)節(jié)。對于外熱式回轉(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，關于活性炭性能的恢復狀況問題要根據(jù)回轉(zhuǎn)爐的實際情況，用改變加料量等方法進行調(diào)節(jié)。
為了防止再生尾氣的二次污染，對尾氣進行一定的處理。雖然原則上要根據(jù)活性炭上所吸附的有機物質(zhì)的種類來決定處理方式，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。除設置二次燃燒室以外，也有設置濕式洗滌器來除去煙塵的方法，但是當煙氣中含有某些含氮有機物的時候即難以將氣味除去。在對尾氣的處理中要考慮吸附物質(zhì)分解、燃燒時生成的SO.及NO，等問題，同時二次燃燒室應具有良好的保溫功能，以便讓煙塵及臭氣達到完全燃燒。

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

工業(yè)性再生裝置種類及其特點
對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行活化反應的高溫熱再生兩種。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，但由于再生過程中將產(chǎn)生大量廢水，同時增加中和、生物處理等廢水處理裝置，因此這種方法的實施在對排水水質(zhì)要求嚴格的地區(qū)有一定的困難;在高溫熱再生法中，由于吸附在活性炭上的有機物質(zhì)被加熱分解，若直接排放將造成空氣污染，但如果通過使用二次燃燒室等必要的對策，則能夠成為環(huán)保性能的裝置。
化學法再生一般都在原炭柱內(nèi)進行，不需再生設備，本節(jié)中對工業(yè)上廣泛使用的熱再生裝置進行敘述。
20世紀 70年代中期，對活性炭熱再生裝置的技術開發(fā)取得了突破性進展，多種再生爐在各個領域中得到了廣泛應用。目前國內(nèi)外使用較多的再生爐型有回轉(zhuǎn)爐、多層爐、移動層爐、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，其設備結構、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)化爐再生設備是近年來出現(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，因此進行活性炭再生的企業(yè)為了承擔不同種類活性炭的再生作業(yè)，大多采用回轉(zhuǎn)設備爐進行再生。回轉(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備，一次性處理量大，但其結構不密封，而且難以控制高溫煙道氣流量、溫度等參數(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、機械傳動部分、保溫部分和控制系統(tǒng)等構成。它的優(yōu)點是既可用作再生爐亦可用作活化爐，對物料適應性強，設備故障低，連續(xù)進出料的特點使其處理量大，再生

光催化再生法
光催化再生法的原理是利用一定波長范圍的光，在某種催化劑存在的條件下，通過光化學反應將吸附質(zhì)氧化分解，從而使飽和活性炭的吸附性能得到恢復。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)生高反應活性的羥基自由基，可將大部分有機物及部分無機污染物氧化降解，終生成 CO2、H2O等無害或低毒物。目前用于研究的催化劑以TiO2為主，經(jīng)太陽光照即具有高反應活性。此法主要是在顆?；钚蕴可县撦d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合起來。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的快速進行，從而將污染物原位降解，達到使活性炭再生的目的。
但是活性炭的使用環(huán)境很復雜，在使用過程中可能會因某些較為復雜的因素(例如高溫和某些基團的積累)造成光催化劑因“中毒”而失效，所以研究人員開展了很多關于光催化失活的研究。光催化再生型活性炭在其吸附達到飽和后直接經(jīng)紫外光照射甚至日光輻射即可實現(xiàn)原位再生，不需要其他操作，能耗低，而且再生工藝簡單，設備操作容易，生產(chǎn)規(guī)?？梢噪S意控制。因此對光催化再生的研究具有重要意義。但該方法耗時長，而且可能由于活性炭自身強烈

山東活性炭電化學再生法
電化學再生法是一種新型活性炭再生技術，也是目前活性炭再生領域的研究熱點之一[4]，電化學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主電極之間，在電解液中，通以直流電場，活性炭在電場作用下極化，一端呈陽性，另一端呈陰性，從而形成微電解槽，在活性發(fā)的陰極部位和陽極部位可分別發(fā)生還原反應和氧化反應，大部分吸附在活性炭上的有機物將因此而分解，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。廈門大學化學工程系張會平、傅志鴻等研究分析認為，活性炭的電化學再生過程中包括電脫附、NaOH再生、NaCIO化學氧化等過程，實驗結果表明，電化學法再生活性炭效率可達到90%[14]。此外，還有研究表明再生位置、電解質(zhì)NaCI濃度、再生電流和再生時間對再生效果感有不同程度的影響。