精制氫氣活性炭難以吸附氫氣。因此，精制時(shí)是用活性炭從原料氣體中吸附氫以外的氣體，把未吸附的氫氣作為產(chǎn)品取出(10]。吸附槽的結(jié)構(gòu)是下部充填除去水的氧化鋁，中部是沸石，上部是活性炭。標(biāo)準(zhǔn)吸附周期是5min。
在羰基合成氣體的場(chǎng)合，反應(yīng)副產(chǎn)物盡管微量，但在反應(yīng)過程中成為阻礙反應(yīng)的物質(zhì)，作為吸附劑保護(hù)床的形態(tài)設(shè)置的預(yù)期處理裝置活性發(fā)槽，將吸附除去這種反應(yīng)副產(chǎn)物，所以，結(jié)果能夠提高反應(yīng)得率和催化劑的壽命。
精制氦氣氦氣與上述的氫氣一樣是難以被活性炭吸附的氣體，因此，氦氣的精制也是用活性炭從原料氣體中吸附氦氣以外的氣體后，把未吸附的氣體作為產(chǎn)品收集起來。氦氣是稀有氣體，價(jià)格很貴。氦氣精制主要應(yīng)用于吸附除去氦氣在循環(huán)使用過程中以雜質(zhì)形態(tài)而混入的空氣，提高再次循環(huán)使用的純度。通常含在原氣體中的空氣量為5%~10%，用壓力回轉(zhuǎn)吸附裝置將空氣含量降低到10x10-6以下，吸附槽至少有2個(gè)，吸附周期為5min，由于要避開高壓氣體管理法，吸附壓力多數(shù)小于10kg/cm。
活性炭壓力回轉(zhuǎn)吸附法分離氣體
壓力回轉(zhuǎn)吸附法分離氣體是通過在比較短的周期時(shí)間內(nèi)，將壓力下吸附與減壓下吸附再生操作反復(fù)進(jìn)行來實(shí)現(xiàn)吸附成分與易吸附成分的分離操作。
(1)氮?dú)獾膲毫剞D(zhuǎn)吸附氮?dú)獾膲毫剞D(zhuǎn)吸附是從原料空氣中吸附除去氧氣、二氧化碳及水分而獲得氮?dú)猱a(chǎn)品的分離過程，常使用分子篩活性炭。該法是利用不同氣體向分子篩活性炭的吸附速度差異進(jìn)行分離的[10]，工藝流程見圖6-在相同的壓力下，氮?dú)?、氬氣、氧氣的平衡吸附量差別并不大，但與分子篩活性炭的吸附速度相差40倍左右。因此，通過采用適當(dāng)?shù)奈綍r(shí)間的方法，便能進(jìn)行高度分離。現(xiàn)在，在壓力回轉(zhuǎn)吸附裝置中，吸附時(shí)間為1~2min的場(chǎng)合，使用吸附速度大的和短周期型分子活性炭有利，在重視得率的場(chǎng)合，使用吸附小的長(zhǎng)周期型分子篩活性炭有利。此外，吸附速度及平衡吸附量都受溫度的影響較大，可以分別在寒冷地區(qū)使用種分子篩活性炭，在溫暖的地方使用后一種分子篩。

隨著分子篩活性炭性能的提高，使用得比較普遍的是簡(jiǎn)單裝置的種方式，壓力回轉(zhuǎn)吸附中，簡(jiǎn)單的是兩塔切換裝置，均壓工序也是上下同時(shí)進(jìn)行均壓。再生產(chǎn)是在均壓后的減壓進(jìn)行，此時(shí)把一部分產(chǎn)品氮?dú)庾鳛檩d氣的形式逆流具有一定的效果，逆流量有佳價(jià)值，10%左右經(jīng)濟(jì)性好，再生后，接在均壓后面的是用供給的原料氣體升壓[11]。在制造高純度氮?dú)鈺r(shí)，用產(chǎn)品氮?dú)鈱⒕鶋簳r(shí)在塔內(nèi)出口一側(cè)生產(chǎn)的不純氣體回流壓入入口側(cè)，是一種升壓的有效方法。作為一種廉價(jià)而又容易操作、方便的氮?dú)獍l(fā)生裝置，它的用途已經(jīng)確立，并逐漸普及。
(2)二氧化碳?xì)怏w分離二氧化碳排放量大，是造成地球變暖的一種氣體。通常使用的除去、回收二氧化碳?xì)怏w的方法是氨氣吸收等方法。正在研究操作簡(jiǎn)單的壓力回轉(zhuǎn)吸附法在回收各種排氣中二氧化碳?xì)怏w方面的應(yīng)用[12]。作為所使用的吸附劑，正在研究的活性炭、分子篩活性炭、分子沸石和硅膠等?，F(xiàn)在已經(jīng)在壓力回轉(zhuǎn)吸附裝置中實(shí)際使用的是活性炭或沸石，兩者都是通過平衡吸附分離機(jī)能分離二氧化碳。淄博活性炭與分子篩沸石比較，從平衡吸附特性來看，下列三種場(chǎng)合使用活性炭更加有利:二氧化碳?xì)怏w濃度大;溫度低;水分含量大。從吸附方面的特征來看，活性炭壓力回轉(zhuǎn)吸附法的吸附壓力越大、效果越好;而加壓對(duì)分子沸石的效果卻不大，在常壓下吸附就足夠了1]。分子篩與活性炭相比，平衡吸附量較小，但具有與活性炭同樣的其他性質(zhì)。

為了凈化空氣進(jìn)行了大量研究，其中以活性炭為過濾吸附材料的研究應(yīng)用也較廣，活性炭容易清除單質(zhì)碘蒸氣，而甲基碘因具有較高蒸氣壓力，難以吸附。因此利用浸清活性炭在同位素交換或化學(xué)結(jié)合過程予以凈化是當(dāng)前較為滿意的解決辦法。
同位素交換利用的是沒有放射性和不揮發(fā)的無機(jī)碘化物浸潰的活性炭，在放射性甲基碘于炭料層中短暫的停留時(shí)間內(nèi)，在吸附劑上發(fā)生碘問位素的交換，因此由于無放射性碘的大量過剩，所以可達(dá)到良好的交換效率。
過濾裝置是在相對(duì)濕度為99%~條件下，能凈化程度大于99%的、炭層長(zhǎng)度不小于20cm矩形截面的、特殊結(jié)構(gòu)的過濾器。為了預(yù)先防止放射性炭塵埃的放出，懸浮微粒過濾器可設(shè)置在用活性炭制成的過濾器之后，在原子能發(fā)電站中空氣不斷的經(jīng)過活性炭過濾器而循環(huán)。因?yàn)樵谶@種情況下，浸潰活性炭的吸附能力由于吸收了在過濾器操作期間內(nèi)嚴(yán)格控制的有機(jī)蒸氣而有所降低。
化學(xué)結(jié)合是在利用叔胺浸潰的活性炭時(shí)，甲基碘可與其化合而生成季銨鹽，它與其他胺相比具有較小的揮發(fā)性和較強(qiáng)的堿性而顯得特別有效。然而胺易揮發(fā)，并降低活性炭的燃點(diǎn)溫度，因此，像這樣的浸潰組成在許多國家均不使用。
淄博活性炭經(jīng)篩選以2%TEDA(三亞乙基二胺)和2%K1浸潰的油棕炭制成活性炭，與復(fù)旦大學(xué)和上海原子核研究所合作研究應(yīng)用，結(jié)果說明該浸潰活性炭可用作核電站中除碘過濾器的吸附材料。
(2)放射性稀有氣體水反應(yīng)堆廢氣中含有極少量的長(zhǎng)衰期的同位素氪，主要是含短衰期的同位素氪和氙。在吸附劑上長(zhǎng)時(shí)間以大濃度保留這些稀有氣體是不可能的。然而，如果在裝有活性炭的一個(gè)吸附器中的持留時(shí)間與同位素

活性炭在氣相中的應(yīng)用
吸附量小，因此適用于有機(jī)廢氣凈化，且當(dāng)活性炭吸附達(dá)到飽和時(shí)，可用水蒸氣再生，回收有用成分?；钚蕴课椒▽?duì)低濃度溶劑并且對(duì)幾乎所有溶劑都能進(jìn)行有效的處理。特別是低濃度溶劑的活性炭吸附法中，可以比較容易地凈化到mg/kg程度。這種傾向，在以防治公害為目的的回收中，顯示出活性炭吸附法的性。
1.活性炭溶劑回收原理
溶劑回收，是旨在通過一定的回收工藝將有機(jī)廢氣回收并可以重復(fù)應(yīng)用到生產(chǎn)中，減少大氣污染、降低生產(chǎn)成本?；钚蕴课椒ㄓ糜谌軇┗厥?，是通過將有機(jī)溶劑蒸氣通入活性炭吸附塔中，利用活性炭?jī)?yōu)良的吸附性能吸附并脫除有機(jī)蒸氣、凈化空氣。吸附飽和的活性炭，可以采用水蒸氣進(jìn)行再生，再生后的活性炭可以循環(huán)使用。
活性炭溶劑回收技術(shù)適合于溶劑蒸氣濃度為1~20g/cm的氣體回收溶劑，而且其回收效率大于90%;溶劑蒸氣濃度與空氣混合物的濃度能夠保持低于爆炸下限，所以生產(chǎn)比較安全;活性炭回收溶劑成本低，工藝簡(jiǎn)單，適用范圍廣。
2.回收溶劑技術(shù)對(duì)活性炭的質(zhì)量要求
活性炭用于溶劑吸附回收，需要循環(huán)使用，所以要求活性炭具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、耐磨性、吸附容量以及較小的床層阻力。目前我國溶劑回收用活性炭已大量生產(chǎn)，其中煤基溶劑回收用活性炭生產(chǎn)主要集中在我國西北寧夏回族自治區(qū)及周邊地區(qū)，年生產(chǎn)能力已超過8萬噸，產(chǎn)品主要質(zhì)量指標(biāo)見表6-5。與球形活性炭相比，柱狀活性炭存在床層阻力大、氣固接觸面積小等問題，國外開發(fā)生產(chǎn)球形活性炭用于溶劑回收，顯著提高溶劑回收效率。但國內(nèi)活性炭生產(chǎn)企業(yè)，由于沒有解決球形活性炭的強(qiáng)度問題，所以沒有大規(guī)模的生產(chǎn)。
表6-5 煤基柱狀溶劑回收活性炭主要質(zhì)量指標(biāo)
直徑/mm 堆密度/(g/L) 灰分/% CCL吸附值/% 碘值/(mg/g)
1.5-5 380~520 4~14 60-90 900-1050
除用于溶劑回收的煤基活性炭外，各種常用的溶劑回收用活性炭的性質(zhì)見表 6-6。
表 6-6 常用的各種溶劑回收用活性炭的性質(zhì)
項(xiàng)目 成型顆粒狀 破碎炭 粉末炭 纖維狀炭 球形炭
制造原料材、果殼、果核煤、石油系、木煤、木材殼、果核煤、木材、果合成纖維、石油系、煤瀝青等煤、石油系

活性炭溶劑回收過程主要由以下4個(gè)基本階段構(gòu)成。
(1)吸附吸附過程可持續(xù)到從炭層到吸附區(qū)出口，使之達(dá)到極限的放空濃度。這樣來選擇吸附器的尺寸和物流速度，到放，炭層的操作時(shí)間與操作周期相吻合(例如:8h白天操作，夜晚進(jìn)行再生)。然而，在很多情況下是臨近放空時(shí)就轉(zhuǎn)換到第二個(gè)吸附器(并聯(lián)設(shè)備)，轉(zhuǎn)換過程好利用濃度傳感器控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)。
(2)解吸吸附飽和的活性炭是在120~140℃利用水蒸氣進(jìn)行再生;對(duì)于高沸點(diǎn)溶劑，則需要提高蒸汽溫度。解吸時(shí)，可以使用萃取洗提部分溶劑，直到炭層的終溫。對(duì)于容易分解的溶劑，解吸過程需要謹(jǐn)慎。有些需要在炭層中增加加熱裝置，這樣可以減少蒸汽用量，增加冷凝液的濃度。使用的蒸汽，一部分用于解吸，一部分用于洗脫。而對(duì)于濕活性炭來說，用于解吸和用于洗脫的量會(huì)有不同，因?yàn)榻馕钚蕴课降乃枰罅康哪芰俊?br /> 因此，在從具有較高相對(duì)濕度的空氣中回收溶劑時(shí)或者在利用濕蒸汽作為解吸劑時(shí)，裝有炭層的吸附器的生產(chǎn)能力會(huì)有所降低。因此蒸汽耗量與被提取的溶劑量之比，僅在評(píng)價(jià)解吸程度時(shí)才有意義。通常從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)出發(fā)，解吸過程可在達(dá)到一定殘余容量的條件下中止;在二次回收循環(huán)中，應(yīng)考慮到原始吸附能力的降低。在大多數(shù)情況下，以蒸汽來解吸30~40min也已足夠了，但卻極少見到用60min的情況;在某種程度上，這是與所用蒸汽的濕度有關(guān)。
(3) 干燥在以蒸汽置換解吸過程結(jié)束時(shí)，活性炭的孔隙和炭料顆粒的間隙均被水蒸氣所飽和。這就大大降低了在二次循環(huán)中，大量溶劑的吸附。因此，炭層應(yīng)當(dāng)干燥，這通常以熱空氣和干蒸氣來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)樵谠O(shè)備的死角和炭料顆粒間的空間內(nèi)仍有殘留溶劑，盡管已被解吸，但還沒有從吸附器中逸出，

溶劑回收通常應(yīng)用小容量固定床吸附器，在大多數(shù)情況下均是立式圓簡(jiǎn)形過濾器、炭料層高度多為50~100cm，更高的炭層則不常見，活性炭料層常常堆積在由石英礫石或者其他陶瓷材料構(gòu)成的支撐層之上，這種一來可形成活性炭與置于設(shè)備底部的金屬絲網(wǎng)或多孔飾網(wǎng)直接接觸，從而使被凈化的空氣能較為均勻地分配。這樣支撐層具有蓄熱器的功能，它可在水蒸氣再生的過程中使其加熱，而后又把熱量傳給空氣，再傳熱使炭層干燥，眾所周知，惰性陶瓷球同時(shí)可作為不固定的羅底織物層的支承層的設(shè)備，
常用柱形活性炭顆粒作填料，因?yàn)橛捎谶@種形狀可以使之建立沒有通路形成的密實(shí)層。在大多數(shù)情況下、被凈化氣體的流向是自下而上，為了快速吸附蒸氣(例如氯代經(jīng)類)、物流的線速度約為50cm/s，而對(duì)于吸附其他溶劑的戴氣、則其線速度約為30cm/s。在回收極易揮發(fā)的溶劑時(shí)，可降低物流速度，同時(shí)需要轉(zhuǎn)移空氣流中的熱量，熱量的轉(zhuǎn)移通常是借助于在炭料中配置冷卻蛇管來實(shí)現(xiàn)。
某些溶劑在同熱的或者潮濕的活性炭接觸的情況下，會(huì)發(fā)生局部分解。例如在用水燕氣再生時(shí)，如含氯烴類可分解出鹽酸，醚類可被水解，而丙酮，丁酮或者甲基異丁基酮這樣的酮類可生成乙酸、二乙?；蛘咂渌牧呀猱a(chǎn)物。在這些場(chǎng)合利用鋼制成的設(shè)備或是山陶瓷砌成的或者用合成涂料涂層的吸附器。如果空氣中含有腐蝕組分，需在吸附之前去除掉。