ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Условия реактивирования. Методы испытаний и измерений из "Активные угли и их промышленное применение" Широкое использование активного угля основано на его способности к регенерации после насыщения угля адсорбированные продукты удаляются и уголь используется повторно. Простым примером служит рекуперация растворителей, основанная на десорбции в результате снижения давления или повышения температуры. В определенных случаях применяются экстракционные процессы (десорбция в жидкой фазе). Разумеется, различные процессы десорбции можно комбинировать. [c.166] Часто в процессе адсорбции или десорбции происходят химические превращения и образуются вещества с низкой летучестью, которые невозможно удалить с поверхности обычными регенерационными процессами в таком случае эффективность активного угля снижается. Обычно подобные отложения разлагаются в условиях активирования. В этом случае говорят о реактивировании. [c.166] Особое значение реактивирование приобретает в связи с проблемой защиты окружающей среды, так как иодлежащие очистке вода и воздух часто содержат вещества, которые нри адсорбш и прочно удерживаются на активном угле и десорбируются плохо или совсем не десорбируются. В настоящее время изучается возможность реактивирования не только зерненых, но и порошковых углей для этого разрабатываются специальные процессы и конструкции аппаратов. [c.167] Часто мел ду регенерацией и реактивированием нет четких границ. Пример такого крайнего случая будет рассмотрен в разделах 10.3 и 10.4.1. [c.167] Полная десорбция вещества с поверхности активного угля происходит с большим трудом. Причину следует искать в том, что теплота адсорбции и соответственно теплота десорбции будет наибольшей при малой степени насыщения. Другими словами, степень десорбции возрастает с температурой. Поскольку нагревание слоя адсорбента до высоких температур на практике обычно нежелательно, в активном угле всегда остается некоторое количество адсорбата, в последующих циклах снижающее адсорбционную емкость угля. Кроме обычной обратимой адсорбции, обусловленной удерживающей способностью угля, имеет место и необратимая адсорбция, связанная с накоплением в порах низколетучих продуктов полимеризации п поликонденсацин адсорбата. Такие продукты невозможно удалить даже нагреванием до 900 °С, Хорошие результаты обычно достигаются обработкой угля в условиях реактивирования, нанример, водяным паром при 700—900 °С. Во всех случаях важно подбирать условия реактивирования в соответствии с реакционной способностью активного угля, чтобы избежать чрезмерного разрушения углеродной структуры. [c.167] При одинаковом исходном сырье или одинаковых способах получения способность активных углей к реактивированию пропорциональна площади внутренней поверхности по БЭТ. Опыт также показывает, что широкопористые активные угли отличаются большей скоростью реактивирования, чем тонкопористые угли. [c.168] Оптимальные условия реактивирования, гарантирующие возможно меньшую потерю продукта, определяются в каждом отдельном случае опытным путем. При этом важную роль играют три переменные температура печи, время выдержки в реактивационном режиме и степень насыщения угля. Два первых параметра легко контролируются и регулируются. Следует, однако, заметить, что установление необходимой температуры реактивирования в больших печах — процесс длительный, часто требующий нескольких часов. [c.168] При насыщении адсорбтом и последующем реактивировании активного угля для достижения его активности, близкой к исходной, необходимы температуры 750—850 °С, часто достаточно 800°С. При таких температурах обычно не приходится опасаться существенного ухудшения механических свойств угля, например, изменения размеров и прочности зерен. [c.169] Активные угли следует оценивать не только по способности к выгоранию, но и по адсорбционной способности после реактивирования, так как адсорбционная емкость реактивированного угля с большим выгоранием при реактивировании часто превышает адсорбционную емкость угля, реактивированного с меньшим выгоранием. Удобным параметром, характеризующим общую реактивационную способность угля, является выход угля после реактивирования (в %), умноженный на его активность, выраженную в процентах к исходной активности и иногда превышающую 100 %. [c.169] При сложных условиях эксплуатации испытания угля целесообразно проводить после его отработки и реактивирования в условиях, наиболее близких к реальным. Во многих случаях, например при очистке промышленных сточных вод, адсорбционную емкость и скорость адсорбции рекомендуется определять не на свежих, а на реактивированных углях. На полезность такого подхода указывает изменение катионообменной способности водоочистных углей после их реактивирования. Адсорбционные свойства этих углей по отношению к полярным органическим соединениям в большинстве случаев также улучшаются. Это можно объяснить повышением кислотности и полярности поверхности отработанных активных углей вследствие адсорбции растворенного кислорода [3]. [c.170] Выбор методов испытаний зависит от целей применения угля. Например, при очистке сточных вод необходимо определять общее содержание органического углерода, общее содержание азота, общее потребление кислорода, химическое потребление кислорода, биологическое потребление кислорода, поглощение УФ-излучения при 220 и 278 нм. В некоторых случаях, папример при регенерации активного угля, насыщенного фенолом или жидкими отходами коксохимического производства [4], увеличение остаточного содержания адсорбированного вещества требует более жестких условий реактивирования. [c.170] При использовании водяного пара с небольшим содержанием кислорода выгорание адсорбированных органических веществ протекает быстрее, чем в случае реактивирования чистым водяным паром, так как пар повышает эффективность кислорода при разложении удаляемых веществ. Кроме того, пар участвует в восстановлении активности тонких пор. Чистый кислород в качестве окисляющего газа реактивирования (при строгом соблюдении определенных условий) позволяет за сравнительно короткое время получить крупные поры. Выход угля в этом случае меньше, чем при использовании чистого пара или пара с кислородом. [c.170] Если при реактивировании наблюдается снижение удельной поверхности, то оно происходит главным образом за счет микропор, поскольку зола, которая накапливается на активном угле в рабочем цикле (кальций, магний, железо и т. д.), блокирует преимущественно тонкие поры. Эта доля неорганических примесей при реактивировании не выгорает, и активность микропор не восстанавливается. Дальнейшее реактивирование может привести к расширению узких пор. [c.170] Вернуться к основной статье