사용 과정에서 활성탄은 포화되어 흡착력을 잃을 수 있습니다. 카본은 교체하기 전에 여러 번 사용할 수 있습니다.
활성탄 재생은 활성탄의 수명을 늘리는 가장 효과적인 방법입니다. 이 방법은 장기적으로 비용을 절감할 뿐만 아니라 탄소 발자국도 줄여줍니다. 처녀 탄소를 덜 사용함으로써 더 푸른 지구에 기여하고 있습니다.
활성탄 재생이란?
재생은 오염된 활성탄을 정화하고 탄소의 수명을 연장하는 데 사용할 수 있습니다. 활성탄 재생은 탄소의 원래 구조를 파괴하지 않고 활성탄에서 흡착된 물질을 제거하는 프로세스입니다.
활성탄 재생 방법을 선택하기 전에 처리 대상과 처리 규모에 대한 명확한 이해가 중요합니다.
활성탄 재생 기준은 다음과 같습니다.
- 활성탄 흡착된 질량의 양이 감소함에 따라 평형 조건을 변경하기 위해 온도를 높이기 위한 외부 가열 - 온도가 증가함에 따라 흡착된 질량을 탈착합니다.
- 흡착질의 화학적 특성을 변경합니다.
- 이것은 표면에서 흡착질을 제거하는 일반적인 방법입니다. 흡착질은 친화력이 강한 용매로 추출됩니다. 이것은 용제로 표면을 세척하거나 표면 위로 용제를 통과시켜 수행할 수 있습니다.
- 사용된 활성탄을 재생하기 위한 한 가지 옵션은 흡착질을 탄소에 대한 친화력이 높은 물질로 대체하는 것입니다. 대체 물질이 탈착된 후 활성탄이 재생될 수 있습니다. 탄소 수명을 연장하기 위해 이 과정을 여러 번 반복할 수 있습니다.
- 용매에서 용질의 농도(또는 압력)를 낮추기 위해 증발, 증류 또는 추출과 같은 다양한 방법을 사용할 수 있습니다. 이렇게 하면 흡착제 표면에서 흡착질이 탈착되고 용액의 용질 농도가 낮아집니다.
- 유기물은 분해 또는 산화에 의해 표면에서 제거될 수 있습니다. 분해는 유기물을 더 작은 조각으로 분해하는 것이고, 산화는 유기물과 산소의 화학 반응입니다. 이 두 공정 모두 활성 탄소 표면에서 유기물을 제거하는 데 사용할 수 있습니다.
활성탄의 재생 방법
활성탄의 재생방법은 열재생법, 생물학적 재생법, 습식산화법, 용매재생법, 전기화학적 재생법, 촉매 습식산화법 등 다양하며 각각의 재생법은 장단점이 있으므로 선택한다. 활성탄에 대한 재생 방법의 결정은 특정 상황을 기반으로 해야 합니다. 활성탄의 오염이 심한 경우 재생을 더 자주 해야 할 수 있으므로 시간이 덜 걸리고 더 효과적인 재생 방법이 바람직합니다.
열 재생 방식
열 재생 방법은 업계에서 가장 성숙한 활성탄 재생 방법 중 하나입니다. 이 방법의 가장 큰 장점은 단순성과 저렴한 비용입니다. 그러나 이것은 또한 가장 에너지 집약적인 방법 중 하나이며 잠재적으로 활성탄을 손상시킬 수 있습니다.
건조 단계는 가열에 의해 활성탄 내의 수분을 제거하는 단계이고, 고온 탄화 단계는 건조된 활성탄을 일정 온도로 가열하여 유기물을 분해하여 활성탄 표면을 보다 다공질로 만드는 단계이다. 활성화 단계는 산화제를 사용하여 고온 탄화 활성탄의 표면을 더욱 산화시켜 활성탄의 비표면적이 커지고 흡착력이 강해지도록 하는 것이다.
활성탄 생산의 건조 단계에서는 주로 휘발성 성분이 제거됩니다. 이것은 활성탄을 섭씨 600도 정도의 온도로 가열함으로써 이루어집니다. 이렇게 하면 물, 산소 및 기타 휘발성 성분이 제거되고 탄소만 남게 됩니다.
고온 탄화 단계는 활성탄 생산 공정의 중요한 부분입니다. 이 단계에서 활성탄에 흡착된 유기물의 일부는 비등, 기화, 탈리되고 나머지 성분은 활성탄의 기공에 남아 고정탄이 된다. 활성탄의 산화를 방지하기 위해 공정은 일반적으로 진공 또는 불활성 분위기에서 수행됩니다.
이것이 전체 재생 과정의 핵심입니다. 활성화의 다음 단계에서는 CO2, CO, H2 또는 수증기가 반응기에 도입되어 활성탄의 미세 기공을 청소하고 흡착 성능을 복원합니다.
열 재생은 고온 폐열을 사용하여 추가 사용을 위해 흡착제를 재생하는 폐열 회수 방법입니다. 열 재생 프로세스는 일반적으로 가열을 위한 추가 에너지가 필요하므로 투자 및 운영 비용이 증가할 수 있습니다. 그러나 이 방법은 재생 효율이 높고 적용 범위가 넓다는 장점이 있다.
이 공정에 사용되는 장비는 전기활성탄 재생 로와 가스활성탄 재생로이다. 이 공정은 고온을 사용하여 활성탄에서 오염 물질을 제거합니다.
생물학적 재생 방법
길들여진 세균을 이용하여 활성탄에 흡착된 유기물을 분해하여 H2O와 CO2로 분해 분해하는 방식이다. 이 방법으로 사용한 탄소를 재활성화하는 것을 활성탄 생물학적 재생법이라고 합니다. 이 방법의 장점은 폐기물 처리 비용을 줄이면서 재생 활성탄의 목적을 달성할 수 있다는 것입니다.
활성탄의 기공 크기는 매우 작으며 일반적으로 수 나노미터에 불과합니다. 이는 미생물이 기공으로 들어갈 수 없고, 재생 과정에서 세포 자가분해(세포 자체 파괴)가 일어난다는 것을 의미한다. 효소는 세포외 공간으로 흐르고 활성탄은 효소에 대한 흡착 작용을 하여 탄소 표면에 효소 중심을 형성한다. 이것은 오염 물질의 분해를 촉매하고 재생의 목적을 달성했습니다.
활성탄 생물학적 방법은 간단하고 구현하기 쉽고 투자 및 운영 비용이 낮습니다. 그러나 시간이 오래 걸리고 수질과 온도의 영향을 많이 받는다.
습식 산화 재생 방법
습식 산화 재생 방법은 활성탄 재생을 위한 대중적인 선택입니다. 고온고압하에서 활성탄에 흡착된 유기물을 산소나 공기를 이용하여 산화 분해시킨다. 그런 다음 활성탄을 반응기에서 꺼내어 세척합니다. 유기물은 완전히 분해되고 활성탄은 흡착 장치로 다시 보내집니다. 전체 프로세스는 주기로 완료됩니다.
활성탄의 최상의 재생 조건은 다음과 같습니다: 재생 온도 230°C, 재생 시간 1시간, 산소화 PO 20.6 MPa, 탄소 추가 15g, 물 추가 300mL. 재생 효율은 45±5%에 도달했으며, 5회 재생 후 재생 효율은 3%만 감소했습니다.
활성탄 표면 미세 기공의 부분 산화는 재생 효율 감소의 주요 원인입니다. 활성탄의 재생 효율은 탄소가 부분적으로 산화됨에 따라 감소합니다. 활성탄의 부분 산화에 대한 주된 이유는 재생 분위기에 산소가 존재하기 때문입니다.
용제 재생 방법
용제활성탄 재생법은 흡착된 물질을 활성탄에서 탈착시키기 위해 온도, 용제의 pH값 및 기타 조건을 변화시켜 흡착평형을 깨는 공정이다. 이 방법은 활성탄, 용매 및 흡착 물질 사이의 상평형을 유리하게 사용합니다. 용매의 온도와 pH 값을 변경하면 흡착된 물질이 강제로 활성탄을 떠나 용매에 모입니다.
용제활성탄 재생방식의 장점은 재생학기가 짧고 흡착효율이 높으며 2차 오염이 발생하지 않는다는 점이다. 주요 단점은 재생 비용이 높고 공정이 복잡하며 전체 수처리 비용이 증가한다는 것입니다.
용제 활성탄 재생 방법은 고농도 및 저비점 유기 폐수의 흡착과 같은 가역 흡착에 더 적합합니다. 그것은 더 표적화되고 종종 용매는 특정 오염 물질만 탈착할 수 있는 반면 광범위한 오염 물질의 수처리 공정은 가변적이므로 특정 용매의 적용 범위가 좁습니다.
전기화학적 재생방식
전기 화학적 활성탄 재생 방법은 새로운 유형의 활성탄 재생 기술입니다. 이 방법에서는 두 개의 주 전극 사이에 활성탄을 채우고 전해질에 DC 전기장을 추가합니다. 전기 화학적 산화 및 환원 작용으로 활성탄에 흡착된 유기물이 분해되거나 분해되고 활성탄이 재생됩니다. 이러한 재생 방식의 장점은 단시간에 수행할 수 있고 활성탄의 이용 효율이 향상된다는 점이다. 또한 이 방법은 유해한 부산물을 생성하지 않기 때문에 다른 재생 방법보다 환경 친화적입니다.
활성탄은 전기장의 작용에 따라 한쪽 끝이 양극이 되고 다른 쪽 끝이 음극이 되어 미세전해 전지를 형성하는 분극화됩니다.
전기화학적 활성탄 재생방식은 조작이 간편하고 효율이 높고 에너지 소모가 적으며 처리대상의 제약이 적고 처리공정이 완벽하면 2차 오염을 피할 수 있다.
촉매 습식 산화법
활성탄을 재생하는 전통적인 습식 산화 방법은 상대적으로 효율이 낮지만 에너지 소비가 큽니다. 재생 효율이 낮은 주된 이유는 재생 온도입니다. 그러나 재생 온도를 높이면 활성탄의 표면 산화도 함께 증가하여 재생 효율이 감소합니다.
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