Huy TH TECH
Thành Viên [LV 0]
Cách sử dụng than hoạt tính phụ thuộc nhiều vào dạng carbon được chọn. Cách phổ biến nhất mà than hoạt tính được sử dụng là trong một khay-‘bed’, trong đó GAC được đặt trong một bình tĩnh và một dòng chất lỏng hoặc khí chảy qua nó. Điều này cho phép GAC hấp thụ các chất gây ô nhiễm từ chất lỏng, giữ lại chúng trong các hạt GAC. Các lớp GAC được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp xử lý nước để loại bỏ các hợp chất hữu cơ khỏi nước uống, trong xử lý nước thải và trong các quá trình hóa học lỏng. Tương tự, để xử lý không khí và khí công nghiệp, hệ thống bed được sử dụng để loại bỏ các chất ô nhiễm, chẳng hạn như các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) hoặc H2S. Hệ thống bed cho phép các hoạt động tương đối đơn giản sử dụng GAC trong cả ứng dụng pha lỏng và pha hơi , và bản thân các bed thường được thiết kế để dễ dàng lắp đặt và tháo dỡ. Thông thường, than hoạt tính được sử dụng như một công nghệ đánh bóng cho nồng độ tương đối thấp trong pha lỏng và khí hơn là sử dụng trong các dòng cô đặc, mặc dù vẫn có những trường hợp ngoại lệ.
PAC quá mịn để được giữ lại trong một khay đóng gói và thay vào đó, thường được thêm vào dòng chất lỏng trong một quy trình hàng loạt, trong đó các hạt carbon được phân tán vào chất lỏng và được phép hấp thụ các chất gây ô nhiễm. Sau quá trình hấp phụ, các hạt PAC được lọc ra khỏi chất lỏng, thường sử dụng hệ thống lọc cơ học. PAC cũng có thể được bơm vào dòng hơi và loại bỏ trong các thiết bị thu giữ hạt, chẳng hạn như baghouses, một phương pháp được sử dụng để loại bỏ VOC và dioxin, furan và thủy ngân khỏi khí thải.
.png)
Mặc dù các hạt PAC có diện tích bề mặt bên ngoài lớn hơn GAC, nhưng không có sự khác biệt đáng kể về diện tích bề mặt cụ thể giữa GAC và PAC, bởi vì phần lớn diện tích bề mặt của than hoạt tính là bên trong. Động học hấp phụ lên than hoạt tính phụ thuộc vào kích thước hạt và kích thước hạt nhỏ của PAC dẫn đến động học hấp phụ nhanh, cho phép PAC hấp phụ các hợp chất với tốc độ nhanh hơn so với các hạt carbon lớn hơn. Tuy nhiên, không có sự khác biệt về tải trọng cân bằng của GAC và PAC tương ứng được sản xuất theo thông số kỹ thuật hấp phụ tương đương. Thật vậy, các lớp bed GAC thường có tỷ lệ sử dụng carbon tốt hơn so với PAC. Trên thực tế, GAC được sử dụng trong hệ thống bed thường tải ở mức độ cao hơn PAC, hấp thụ nhiều chất gây ô nhiễm hơn trên mỗi khối lượng carbon được sử dụng.
.png)
.png)
.png)
Chất hấp phụ GAC trong pha lỏng có thể được sử dụng với các bình đơn lẻ, nhưng các thiết kế thường bao gồm nhiều bình hấp phụ hoạt động theo dòng chảy nối tiếp, cấu hình lead-lag, để cho phép tận dụng tối đa công suất GAC. Trong cấu hình này, khi bình dẫn đầu đã đạt đến công suất của nó, bình phía sau được di chuyển vào vị trí dẫn đầu và một lớp carbon mới được đặt trực tuyến ở vị trí phía sau. Thông thường, cần có ít nhất mười phút thời gian tiếp xúc với bed trống (EBCT) trên mỗi bình để tính đến động học của quá trình hấp phụ và đảm bảo thời gian sử dụng phù hợp trên bed, tùy thuộc vào nồng độ đầu vào của chất gây ô nhiễm và mục tiêu xử lý. Nói chung, cần có thời gian tiếp xúc lâu hơn khi kích thước hạt carbon tăng lên và khi độ nhớt của chất lỏng tăng lên. Việc giảm tốc độ dòng chảy qua một bình nhất định sẽ làm giảm và làm sắc nét vùng chuyển khối (MTZ) của đáy, làm tăng tải lượng carbon. Ngoài ra, tiền xử lý và bảo trì vận hành (chẳng hạn như rửa ngược) có thể được đảm bảo trong một số ứng dụng, một số ứng dụng được trình bày chi tiết trong Bảng 3.
.png)
.png)
Các ứng dụng hấp phụ pha hơi với than hoạt tính khác biệt đáng kể so với các ứng dụng pha lỏng ở chỗ thời gian tiếp xúc cần thiết thường ít hơn nhiều trong pha hơi, do các ưu điểm động học liên quan đến hấp phụ khí. Để loại bỏ khí với nồng độ cao qua lớp carbon pha hơi, thường cần có thời gian tiếp xúc từ ba giây trở lên. Do quá trình hấp phụ là một quá trình tỏa nhiệt và trong các ứng dụng pha hơi không có lượng nước dư thừa để tản nhiệt, nên có một số hướng dẫn để giảm rủi ro nhiệt trong các ứng dụng này. Thông thường, nồng độ đầu vào của VOC vượt quá 1.000 ppmv trong không khí không được khuyến nghị. Ngoài ra, một số hợp chất, chẳng hạn như ketone và aldehyd, có thể oxy hóa carbon bằng oxy trong khí quyển, tạo ra nhiệt bổ sung và do đó nồng độ đầu vào của chúng nên bị hạn chế. Các xem xét vận hành và thiết kế pha hơi bổ sung được nêu trong Bảng 4.
.jpg)
.png)
Sau khi than hoạt tính đã đạt đến công suất của nó và sẽ không còn hấp thụ các loại hóa chất mục tiêu, nó thường phải được loại bỏ khỏi dịch vụ. Trong các giường đóng gói sử dụng GAC, GAC đã sử dụng được loại bỏ khỏi bình hấp phụ bằng chân không hoặc bằng phương pháp huyền phù, tùy thuộc vào thiết kế và tiện ích của bình. GAC đã sử dụng được vận chuyển bằng xe tải và có thể được xử lý bằng cách chôn lấp hoặc đốt. Một cách tiếp cận thân thiện với môi trường và tiết kiệm chi phí hơn là kích hoạt lại than hoạt tính đã qua sử dụng.
Kích hoạt lại carbon là một quá trình trong đó GAC đã sử dụng, chứa đầy chất gây ô nhiễm được đưa trở lại cơ sở có lò kích hoạt lại phù hợp, hoạt động trong các điều kiện nhiệt độ cao tương tự như lò kích hoạt carbon vật lý. Trong lò kích hoạt lại carbon, các chất gây ô nhiễm được giải hấp từ GAC và bị phá hủy, đồng thời bầu không khí trong lò tạo điều kiện tạo ra diện tích bề mặt mới trong GAC. Một quy trình giảm thiểu ở hạ lưu đảm bảo tiêu hủy đầy đủ, kiểm soát việc tạo ra khí axit và loại bỏ các hạt vật chất. Do đó, quá trình kích hoạt lại carbon loại bỏ và phá hủy các chất gây ô nhiễm khỏi GAC, cho phép GAC được tái sử dụng trong cùng một quy trình hoặc các quy trình khác. Kích hoạt lại thường chỉ được thực hiện trên các vật liệu dạng hạt có đủ độ cứng và mật độ để chống lại sự xuống cấp vật lý trong môi trường lò nung tích cực.
Để đủ điều kiện tái kích hoạt carbon, vật liệu phải trải qua quy trình “Chấp nhận carbon”, trong đó thành phần carbon và chất gây ô nhiễm được xác minh là có thể chấp nhận được. Kích hoạt lại carbon đã được chứng minh là có hiệu quả trong việc loại bỏ và phá hủy ngay cả các hợp chất mạnh, chẳng hạn như PFAS. Tham khảo 1 mô tả một nghiên cứu được đánh giá ngang hàng chứng minh khả năng phá hủy >99,99% tổng số hợp chất PFAS qua lò kích hoạt lại carbon.
Nếu cần hỗ trợ thêm thông tin vui lòng liên hệ [email protected]
Mặc dù các hạt PAC có diện tích bề mặt bên ngoài lớn hơn GAC, nhưng không có sự khác biệt đáng kể về diện tích bề mặt cụ thể giữa GAC và PAC, bởi vì phần lớn diện tích bề mặt của than hoạt tính là bên trong. Động học hấp phụ lên than hoạt tính phụ thuộc vào kích thước hạt và kích thước hạt nhỏ của PAC dẫn đến động học hấp phụ nhanh, cho phép PAC hấp phụ các hợp chất với tốc độ nhanh hơn so với các hạt carbon lớn hơn. Tuy nhiên, không có sự khác biệt về tải trọng cân bằng của GAC và PAC tương ứng được sản xuất theo thông số kỹ thuật hấp phụ tương đương. Thật vậy, các lớp bed GAC thường có tỷ lệ sử dụng carbon tốt hơn so với PAC. Trên thực tế, GAC được sử dụng trong hệ thống bed thường tải ở mức độ cao hơn PAC, hấp thụ nhiều chất gây ô nhiễm hơn trên mỗi khối lượng carbon được sử dụng.
Chất hấp phụ GAC trong pha lỏng có thể được sử dụng với các bình đơn lẻ, nhưng các thiết kế thường bao gồm nhiều bình hấp phụ hoạt động theo dòng chảy nối tiếp, cấu hình lead-lag, để cho phép tận dụng tối đa công suất GAC. Trong cấu hình này, khi bình dẫn đầu đã đạt đến công suất của nó, bình phía sau được di chuyển vào vị trí dẫn đầu và một lớp carbon mới được đặt trực tuyến ở vị trí phía sau. Thông thường, cần có ít nhất mười phút thời gian tiếp xúc với bed trống (EBCT) trên mỗi bình để tính đến động học của quá trình hấp phụ và đảm bảo thời gian sử dụng phù hợp trên bed, tùy thuộc vào nồng độ đầu vào của chất gây ô nhiễm và mục tiêu xử lý. Nói chung, cần có thời gian tiếp xúc lâu hơn khi kích thước hạt carbon tăng lên và khi độ nhớt của chất lỏng tăng lên. Việc giảm tốc độ dòng chảy qua một bình nhất định sẽ làm giảm và làm sắc nét vùng chuyển khối (MTZ) của đáy, làm tăng tải lượng carbon. Ngoài ra, tiền xử lý và bảo trì vận hành (chẳng hạn như rửa ngược) có thể được đảm bảo trong một số ứng dụng, một số ứng dụng được trình bày chi tiết trong Bảng 3.
Sau khi than hoạt tính đã đạt đến công suất của nó và sẽ không còn hấp thụ các loại hóa chất mục tiêu, nó thường phải được loại bỏ khỏi dịch vụ. Trong các giường đóng gói sử dụng GAC, GAC đã sử dụng được loại bỏ khỏi bình hấp phụ bằng chân không hoặc bằng phương pháp huyền phù, tùy thuộc vào thiết kế và tiện ích của bình. GAC đã sử dụng được vận chuyển bằng xe tải và có thể được xử lý bằng cách chôn lấp hoặc đốt. Một cách tiếp cận thân thiện với môi trường và tiết kiệm chi phí hơn là kích hoạt lại than hoạt tính đã qua sử dụng.
Kích hoạt lại carbon là một quá trình trong đó GAC đã sử dụng, chứa đầy chất gây ô nhiễm được đưa trở lại cơ sở có lò kích hoạt lại phù hợp, hoạt động trong các điều kiện nhiệt độ cao tương tự như lò kích hoạt carbon vật lý. Trong lò kích hoạt lại carbon, các chất gây ô nhiễm được giải hấp từ GAC và bị phá hủy, đồng thời bầu không khí trong lò tạo điều kiện tạo ra diện tích bề mặt mới trong GAC. Một quy trình giảm thiểu ở hạ lưu đảm bảo tiêu hủy đầy đủ, kiểm soát việc tạo ra khí axit và loại bỏ các hạt vật chất. Do đó, quá trình kích hoạt lại carbon loại bỏ và phá hủy các chất gây ô nhiễm khỏi GAC, cho phép GAC được tái sử dụng trong cùng một quy trình hoặc các quy trình khác. Kích hoạt lại thường chỉ được thực hiện trên các vật liệu dạng hạt có đủ độ cứng và mật độ để chống lại sự xuống cấp vật lý trong môi trường lò nung tích cực.
Để đủ điều kiện tái kích hoạt carbon, vật liệu phải trải qua quy trình “Chấp nhận carbon”, trong đó thành phần carbon và chất gây ô nhiễm được xác minh là có thể chấp nhận được. Kích hoạt lại carbon đã được chứng minh là có hiệu quả trong việc loại bỏ và phá hủy ngay cả các hợp chất mạnh, chẳng hạn như PFAS. Tham khảo 1 mô tả một nghiên cứu được đánh giá ngang hàng chứng minh khả năng phá hủy >99,99% tổng số hợp chất PFAS qua lò kích hoạt lại carbon.
Nếu cần hỗ trợ thêm thông tin vui lòng liên hệ [email protected]
