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影响活性炭液相吸附的主要因素

发布时间:2019-10-13 浏览

由于活性炭是一种具有非极性表面的多孔吸附剂,而水分子虽存在缔合性,但属于极性溶利。因此,活性炭自水溶液中吸附有机物是理想的状态。

影响活性炭液相吸附的主要因素

一般活性炭(特例除外)对溶质的吸附是遵循特劳贝法则的,它涉及液相多元系统中溶质的分离、提取和纯化。虽然特劳贝法则的理论表述并不令人信服,但就大多数实用场合还是很适用的。

在液相吸附方面,可以用简单的文字表述特劳贝法则:即在同一溶液中,优先吸附表面张力小的成分。在多元系统中,溶解度小的成分易被吸附,极性较小的成分易被吸附,而同一物质在溶解度小的溶剂中易被吸附,同一族化合物中分子最大的成分易被吸附。

活性炭的微孔发达,以致某些大分子化合物无法进入微孔时,特劳贝法则就无法适用,这在实际应用时经常碰到,也说明在实际应用时对活性炭品种的选择是非常重要的。

影响活性炭液相吸附的主要因素

活性炭在液相吸附中的应用,应考虑的因素很多,主要的有活性炭的添加量、温度、时间、酸碱度、作业方式等。

1、活性炭添加量

添加量可通过实验研究确定,但实践证明,生产车间的实际需要量往往比实验室所确定的量要少,其原因至今尚未获得满意的解释。因此,为了取得较好的脱色效果和投入较少量的活性炭,往往根据生产者成熟的实践经验。因为每批溶液和每批活性炭的状况不甚相同,这就需要找出实验室和生产车间用量之间的相互关系或比例,但更重要的还要依赖有经验操作者的判断。

2、时间

脱色或精制所需的时间,受许多因素的影响。如炭的粒度和用量、液体的温度和黏度等。炭越细或用炭量越多,则时间越短。当液体黏度大或用炭量很少时,则时间就长些。对给定的色素和给定的活性炭种类,在同一条件下,随着时间的延长,单位质量的活性炭对色素的吸附变化并不大。

所有活性炭的吸附速度都是不相同的。因此,为求生产效率,生产车间的脱色作业时间应由实验室或车间操作者经验确定。

3、温度

活性炭的吸附过程是放热反应,一般温度越低越好。但温度增高可增大溶液中分子的活度并向炭表面扩散,同样在炭内部的孔隙和通道的游动也加快。有时规定某一吸附温度是被迫的,例如黏度大的液体不得不靠提高温度来增加流动性以便于过滤。有些熔点较高的物质不得不将温度提到高于熔点。有此热敏性物质,又要考虑防止有效成分的破坏。总之,无法借温度的变化来提高活性炭对色素的吸附量。活性炭的脱色作业无法统一规定操作温度,亦应由实验室和车间生产经验确定。

影响活性炭液相吸附的主要因素

4、酸碱度

溶液的 pH 对活性炭吸附色素的影响较大。来自农副产品的天然色素大多为酸性色素,也存在少量的碱性色素。活性炭对一些物质的吸附均随介质 pH 的变化而变化,包括水溶液和非水溶液。

5、作业方式

活性炭脱色方式有多种,应根据物料的性能灵活掌握。例如,按照活性炭需要量的总量,将活性炭一次性投入或分批次投入。当前,比较通行的方法是双阶段法,即将已用过一次脱色的活性炭重新用的色素负荷重要的溶液,然后投入新炭再脱色一次,此经过使用的炭重新用来粗品脱色。某些溶液在脱色后要经蒸发浓缩,蒸发浓缩前后都经脱色处理。

使用粉炭脱色多是间歇作业,粉炭用水调和后用泵抽到脱色缸,脱色后的溶液通过各种形式的滤器过滤,滤饼再经洗涤。

如要实现连续脱色作业,则要使用颗粒状活性炭装填脱色塔。有多个塔串联组成,连续脱色,分步再生。好多工厂采用两步法,即色素负荷大、溶液杂质多的情况下先用粉炭脱色,滤液再经颗粒炭脱色精制。

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