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活性炭國家專精特新“小巨人”企業(yè)活性炭產(chǎn)學(xué)研合作

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活性炭用于去除養(yǎng)豬場(chǎng)通風(fēng)空氣中的氨
文章作者:韓研網(wǎng)絡(luò)部 更新時(shí)間:2024-10-23 10:42:59

  活性炭用于去除養(yǎng)豬場(chǎng)通風(fēng)空氣中的氨

  豬肉是消費(fèi)最廣泛的肉類,全球生豬產(chǎn)量估計(jì)每年約為12億頭豬。氨是養(yǎng)殖場(chǎng)通風(fēng)空氣中排放的主要污染物之一,如果不能有效處理污染物,畜牧業(yè)對(duì)環(huán)境造成的影響會(huì)很大。在從廢氣中去除氨的技術(shù)中,最常用的是吸吸附法。

  了解養(yǎng)豬場(chǎng)中的氨

  氨(NH3)是一種具有獨(dú)特氣味的無色氣體,是動(dòng)物糞便中含氮化合物分解過程中產(chǎn)生的。在養(yǎng)豬場(chǎng)中,由于糞便管理、通風(fēng)系統(tǒng)和墊料等因素,氨會(huì)在空氣中積聚。氨的存在會(huì)對(duì)動(dòng)物福利、生長性能和農(nóng)場(chǎng)整體生產(chǎn)力產(chǎn)生負(fù)面影響。

  活性炭的作用

  活性炭又稱活性炭,是一種高度多孔的材料,能有效吸附空氣和水中的各種氣體和雜質(zhì)。其大表面積和多孔結(jié)構(gòu)使其能夠吸附氨分子,使其成為空氣凈化的合適選擇。

  作用機(jī)制

  活性炭主要通過吸附過程發(fā)揮作用,其中氨分子粘附在碳顆粒的表面。此過程可以以不同的形式發(fā)生,包括:

  物理吸附:涉及范德華力并且是可逆的。它可以吸附多種污染物。

  化學(xué)吸附:涉及氨和碳表面官能團(tuán)之間化學(xué)鍵的形成。該過程通常是不可逆的,并且可以提高氨去除效率。

  活性炭多孔結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)氨吸附的影響

  研究多孔結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)氨吸附特性的影響,旨在檢查這兩組是否相關(guān)以及如何相關(guān)。結(jié)果如圖1所示。對(duì)所有原材料、炭和制備的活性炭進(jìn)行了分析。

  圖1:氨吸附能力和可逆性與原材料、炭和制備的活性炭的多孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的相關(guān)性。

  發(fā)現(xiàn)吸附容量與BET表面積、微孔和總孔體積之間存在明顯的正相關(guān)關(guān)系。對(duì)于微孔體積依賴性具有最高值。基于對(duì)吸附過程的了解,可以假設(shè)微孔可能在小分子氨的吸附中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。對(duì)于表面具有少量官能團(tuán)的未改性活性炭,氨吸附線性取決于微孔的體積,并且在較小程度上取決于孔的總體積和表面積。可逆吸附對(duì)于多孔結(jié)構(gòu)最發(fā)達(dá)的活性炭也是有利的,但是,從最后一張圖可以看出,均勻的微孔結(jié)構(gòu)不是所希望的。吸附分子的高速率內(nèi)部擴(kuò)散需要中孔。然而,相關(guān)系數(shù)低于 0.7 意味著除了多孔結(jié)構(gòu)活性炭之外,還有其他參數(shù)影響氨吸附。 CO 2活化的活性炭具有較高含量的酸性氧官能團(tuán),有利于氨吸附。

  在養(yǎng)豬場(chǎng)實(shí)施活性炭系統(tǒng)

  通風(fēng)設(shè)計(jì)

  為了優(yōu)化氨去除,可以將活性炭集成到農(nóng)場(chǎng)的通風(fēng)系統(tǒng)中。這可以通過以下方式實(shí)現(xiàn):

  活性炭過濾器:在通風(fēng)管道內(nèi)安裝配備活性炭的過濾器。當(dāng)空氣通過時(shí),氨被吸附,從而改善空氣質(zhì)量。

  帶活性炭的生物過濾器:將活性炭與生物過濾系統(tǒng)相結(jié)合可以利用微生物作用和吸附來提高氨的去除效率。

  維護(hù)與更換

  定期維護(hù)對(duì)于確保活性炭系統(tǒng)的有效性至關(guān)重要。根據(jù)氨的濃度和所用活性炭的類型,過濾器可能需要每隔幾個(gè)月更換一次,以保持最佳性能。監(jiān)測(cè)中的氨水平并根據(jù)需要調(diào)整系統(tǒng)有助于管理成本并確保動(dòng)物健康。

  使用活性炭的優(yōu)點(diǎn)

  有效去除氨:活性炭在吸附氨方面具有很高的效率,從而改善空氣質(zhì)量。

  無毒且安全:與化學(xué)處理不同,活性炭對(duì)動(dòng)物和農(nóng)場(chǎng)工人來說都是安全的,健康風(fēng)險(xiǎn)極小。

  多功能應(yīng)用:活性炭系統(tǒng)可以定制,以適應(yīng)各種農(nóng)場(chǎng)布局和通風(fēng)設(shè)計(jì)。

  可持續(xù)性:通過改善空氣質(zhì)量,活性炭系統(tǒng)有助于改善動(dòng)物福利,并可以幫助農(nóng)場(chǎng)滿足環(huán)境法規(guī)。

  挑戰(zhàn)和考慮因素

  雖然活性炭提供了一種可行的氨去除解決方案,但仍存在一些挑戰(zhàn)需要考慮:

  成本:活性炭系統(tǒng)的初始投資可能很大,但健康和生產(chǎn)力方面的長期節(jié)省可能會(huì)抵消這些成本。

  吸附能力:活性炭對(duì)氨的吸附能力有限。需要定期監(jiān)測(cè)和更換,以防止突破并確保有效性。

  環(huán)境影響:廢活性炭的處置必須謹(jǐn)慎管理,以避免環(huán)境污染。

  活性炭是降低養(yǎng)豬場(chǎng)空氣中氨含量、改善動(dòng)物福利和遵守環(huán)境法規(guī)的有效方法。通過在通風(fēng)設(shè)計(jì)中實(shí)施活性炭系統(tǒng),養(yǎng)豬戶可以在可持續(xù)實(shí)踐方面取得重大進(jìn)展,確保為動(dòng)物、工人和周圍社區(qū)提供更健康的環(huán)境。隨著不斷的研究和開發(fā),活性炭的應(yīng)用不斷發(fā)展,有望在未來提供更有效的氨管理解決方案。

文章標(biāo)簽:椰殼活性炭,果殼活性炭,煤質(zhì)活性炭,木質(zhì)活性炭,蜂窩活性炭,凈水活性炭.

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