木质活性炭

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木质活性炭的生产工艺及再生方法

木质活性炭的生产工艺及再生方法

木炭与活性炭的区别:众所周知,把木材隔绝空气,加强热即可得到木炭,木炭是一种多孔性的含碳物质。

它的表面积很大,能吸附其他物质的分子,有较强的吸附功能。

如果在制取木炭时不断的通入高温水蒸汽,除去沾附在木炭表面的油质,使内部的无数管道通畅,那么木炭的表面积必然更大,这就成为了活性炭,它也是一种多孔性的含碳物质,其高度发达的孔隙结构,使它具有比木炭更庞大的比表面积,所以更容易吸附空气中的有毒、有害气体(杂质),起到净化空气的作用。

木质活性炭的工作原理:活性炭的原子具有很大的比表面积,使其表现出对外部的很强的吸引力。

这些被称为范德华力会吸引气体或液体周围的分子。

这些吸引力和周围媒介中分子间的作用力的合力使活性炭具有了表面吸附力。

一些分子的结构使其具有比其他分子更容易被吸收的特性,根据这个原理我们就能分离不同的分子。

物理吸附发生在排除气流和液体流中污染物的过程中。

多孔的结构给活性炭提供很大的比表面积,使污染物很容易聚集在活性炭中。

这种吸引力存在所有的分子之中。

这样,孔壁的表面分子有很强的吸引力,并通过孔隙的通道吸引污染物的分子。

必须指出的是:被吸附的污染物的分子,必须比张开的孔的尺寸要小,这样它们才可以通过孔并被聚积起来。

现在,你可以理解,我们为什么要用不同的原材料和活化条件来生产不同种类具有不同孔隙结构的活性炭,其目的就是使我们的产品适用于不同的用途。

除了物理吸附作用之外,化学反应也发生在碳的表面。

活性炭不仅包含碳成份,在其表面还包含少量氢成份和氧成份,这些成份以各种化合物和功能性物质的形式存在,包括:碳酰基、羟基、苯酚、酯类、苯醌等。

这些在碳表面的氧化剂和络合物能够与活性炭吸附的物质产生化学反应。

以下有一个典型的例子:在水处理过程中,活性炭在水中和氯发生作用,把氯转化为氯化物。

这样,氯就被清除了,在水中的讨厌的味道和异味也就没有了。

木质活性炭的生产工艺及性质:1.木炭的外部形态:质量高的木炭断面具有黑色光泽,敲打时发出响亮清脆的金属声。

木质净水用活性炭

木质净水用活性炭

中华人民共和国国家标准GB/T 13804-2木质净水用活性炭Wooden activated carbon For water purification1 主题内容与适用范围本标准规定了木质净水用活性炭的技术要求。

本标准适用于以木质为原料生产的无定形颗粒活性炭,主要用于饮用水、酒类、各种清凉饮料用水的净化处理,本标准不适用于经特殊加工的净水用活性炭,如渗银的净水用活性炭。

2 引用标准GB 5749 生活饮用水卫生标准GB 6678 化工产品采样总则GB/T 12496.1~12496.22 木质活性炭检验方法3 技术要求3.1 外观:黑色无定形颗粒状。

3.2 不纯物:木质净水用活性炭不能含有对人体健康有毒或有害的可溶性的有机或无机物质。

木质净水用活性炭投入正常运转后转入处理水中的不纯物含量不得超过GB 5749的规定值。

3.3 木质净水用活性炭技术指标应符合下列要求:注:1)A=15V,V为每克活性炭吸附亚甲基蓝毫克数,mg/g,A为0.1g活性炭吸附亚甲基蓝毫升数,mL。

2)粒度大小范围也可由供需双方商定。

4 检验方法均按照GB/T 12496.1~12496.22执行。

5 检验规则5.1 制造厂应保证所有出厂的产品符合本标准的要求,产品应由制造厂的技术质量监督部门进行检验。

每一批出厂的产品都应附有一定格式的质量证明书。

5.2 每批的质量规定不超过1t。

5.3 抽样规则5.3.1 每批样品数:按照GB 6678执行。

选取采样单元数的规定5.3.2 样品量:所抽样品量不少于800g。

将抽取的样品充分混匀,以四分法缩分样品,选取800g分别装入二个具磨口塞的清洁干燥的玻璃瓶中,瓶上粘贴标签,注明制造厂名称、产品型号、等级、批号、抽样日期。

一瓶进行检验,一瓶留存备检。

5.3.3 抽样器须洁净无锈,顺着包装件的对角方向插入其深度四分之三处。

5.4 判定规则5.4.1 检验结果中有一项不合指标要求,应重新自二倍量的包装中选取试样进行检验,复检结果仍不合格,则本批产品判为不合格品。

木质活性炭生产工艺

木质活性炭生产工艺

木质活性炭生产工艺木质活性炭是一种具有高度多孔性、高吸附性能的新型吸附材料,广泛应用于水处理、空气净化、医药、食品、化工等领域。

木质活性炭的生产工艺主要包括原料选择、炭化、活化和后处理。

下面将详细介绍木质活性炭的生产工艺。

原料选择:原料是制备木质活性炭的关键,常见的原料有木材、竹材、果壳、花椒杆等。

原料的选择要根据不同的需求和应用确定,比如用于水处理的活性炭一般选用比较坚硬、密度较大的原料,而用于空气净化的活性炭则要求原料纤维细且颗粒均匀。

炭化:炭化是将木质原料进行高温处理,使其转变为炭素材料的过程。

一般采用加热炉进行炭化,炭化温度一般在600-900℃之间,时间为数小时至数十小时。

炭化过程中,原料中的有机物质会被分解和挥发,生成残留的炭质骨架,提高活性炭的孔隙度和比表面积。

活化:活化是炭化后的木质材料转变为具有高吸附性能的活性炭的过程。

活化一般分为物理活化和化学活化两种方式。

物理活化是通过热风或水蒸气等辅助剂进行热解和收缩,进一步增加孔隙度和比表面积;化学活化是在炭化温度下加入碱性激活剂,如磷酸、钾碱、锌盐等,使木质材料发生氧化和脱除,形成更多的孔隙结构。

后处理:后处理是对活化后的木质活性炭进行处理,以改善其吸附性能和稳定性。

常见的后处理方法包括水洗、干燥、筛分、研磨、浸渍等。

水洗是去除活化过程中残留的无机盐,干燥是去除水分,筛分和研磨是调整粒径分布,浸渍是在活性炭表面形成一层包覆物以改善吸附性能。

总结:木质活性炭的生产工艺主要包括原料选择、炭化、活化和后处理。

选择合适的原料,通过炭化和活化使木质材料转变为具有高吸附性能的活性炭,然后经过后处理提高其吸附能力和稳定性。

通过这一系列工艺,可以制备出不同领域和需求的木质活性炭。

木质活性炭试验方法表观密度的测定

木质活性炭试验方法表观密度的测定

一、引言
木质活性炭是一种有机炭,它是从木材中提取的有机物质经过热处理后形成的炭素结构,具有较高的比表面积和活性,可以用来吸附有机物、金属离子和其他污染物,因此被广泛应用于水处理、空气净化、污染物控制等领域。

木质活性炭的性能主要取决于其表观密度,因此表观密度的测定对于评价木质活性炭的性能至关重要。

二、表观密度的测定方法
1、重量法:将木质活性炭放入一定容积的容器中,用称量秤称量容器中木质活性炭的重量,然后计算出木质活性炭的表观密度。

2、体积法:将木质活性炭放入一定容积的容器中,用容量瓶称量容器中木质活性炭的体积,然后计算出木质活性炭的表观密度。

3、比表面积法:将木质活性炭放入一定容积的容器中,用比表面积仪测量容器中木质活性炭的比表面积,然后计算出木质活性炭的表观密度。

三、结论
木质活性炭的表观密度是评价木质活性炭性能的重要指标,可以通过重量法、体积法和比表面积法来测定木质活性炭的表观密度。

《木质活性炭试验方法》

《木质活性炭试验方法》

木质活性炭试验方法GB/T 12496.1-1999表观密度的测定代替GB/T 12496.18-90 Test methods of wooden activated carbonDetermination of apparent density1范围本标准规定了颗粒活性炭表观密度测定的试验方法。

本标准适用于粒度大于180μm量占90%以上的活性炭。

2方法提要以体积为100mL量筒中的紧装活性炭的质量(g)表示表观密度。

3仪器3.1量筒,100mL。

3.2天平,感量0.01g。

3.3橡皮锤。

4操作步骤4.1取试样120mL,依产品粒度要求,用最大与最小孔径筛层,在振筛机上过筛60s,除去试样中不符合粒度要求的炭粒。

4.2将试样轻轻装入100mL量筒内,用橡皮锤轻轻敲击量筒底部,并再次添加试样继续敲击,直至试样的体积正好是在100mL而不再减少为止。

4.3将量筒内试样倒入容器内称量。

5结果计算ρ=m(1-m1)/100式中:ρ—表观密度,g/mL;m—量筒内试样质量,g;m1—水分,%。

6精密度和偏差同一实验室内相对标准偏差不大于2%木质活性炭试验方法GB/T 12496.2-1999粒度分布的测定代替GB/T 12496.19-90 Test methods of wooden activated carbon—Determination of particle size distribution1范围本标准规定了颗粒活性炭粒度分布的测定方法。

所试验的颗粒活性炭滞留在180μm标准筛上的最少量规定为90%。

本标准适用于木质颗粒活性炭。

2方法提要将已知质量的活性炭放在一组试验筛的顶部筛上,在标准条件下振动一定时间,然后测定留在每只筛上和底盘上的炭占总量的百分数。

3仪器3.1试验筛,方孔试验筛。

3.2振筛机,摇动次数约221次/min,振击次数约147次/min。

3.3秒表。

4操作步骤4.1依据产品技术要求选取一组相应的筛层,按筛孔大小顺序排列安放在振筛机上。

活性炭分类

活性炭分类

活性炭分类2002-12-18 10:45:36由于原料来源、制造方法、外观形状和应用场合不同,活性炭的种类(品种)很多,到目前为止尚无精确的统计材料,估计世界上活性炭品种不下千种。

1. 按原料来源分1.1 木质活性炭木质活性炭是指由木材、农作物秸杆、竹材及其加工废弃物和果壳为原料制造的活性炭产品。

1.2 兽骨、血炭利用兽骨、血为原料,按照一定方法制成的炭(有的含碳量只有百分之十几)也具有不差的吸附性能,严格意义上来说这种产品不能算作活性炭。

但人们往往也习惯把它称作活性炭。

1.3 矿物质原料活性炭这一类活性炭主要是指由各种煤和石油及其加工产物(包括煤焦油、煤沥青、煤半焦、石油烃类、石油渣油、石油沥表、石油焦等)为原料制成的活性炭。

1.4 其它原料的活性炭为了科学研究和特殊用途的需要以及扩大活性炭原料来源,也可以用合成树酯、废橡胶、废塑料、生活和工业垃圾中的有机物等为原料制造活性炭。

现在还有用金属碳化物为原料,将金属除去而制造中孔特别发达的活性炭。

1.5 再生活性炭为了充分利用资源,许多在不同场合对已经使用过且已失去吸附活性炭经过不同方法的加工又恢复了全部或部分吸附性能,进行重复使用。

使失去吸附性能的活性炭复吸附活性的过程叫活性炭再生,经过再生过程加工的活性炭叫再生活性炭。

再生方法有热再生、化学洗脱、溶剂萃取再生、生物再生等。

2. 控制造方法2.1 化学法活性炭(化学炭)将含碳原料与某些化学药品混合后进行热处理,制取活性炭的方法叫化学法。

用化学法生产的活性炭又称为化学法活性炭或化学炭。

可以作为化学法的化学药品又称作活化剂,活化剂有氯化锌、氯化钙、碳酸钾、磷酸、磷酸二氢钾、硫化钾、硫酸、氢氧化钾、氢氧化钠、硼酸等,总之许多酸、碱、盐都可以用作活化剂,主要从活性炭的性能和经济性来考虑采用何种活化剂。

一般说来,化学炭的孔隙中次微孔、中孔(即孔直径或孔宽大于1.5纳米的孔隙)较发达,主要用于液相吸附精制和溶剂回收的气相(蒸汽)吸附场合。

木质活性炭检测标准-碘吸附值的测定

木质活性炭检测标准-碘吸附值的测定

中华人民共和国国家标准木质活性炭试验方法GB/T12496.8-1999碘吸附值的测定代替GB/T12496.7-1990Test methods of wooden activated carbon-Determination of iodine number1 范围本标准规定了木质活性炭碘吸附值的试验方法。

本标准适用于木质活性炭。

2 引用标准下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。

本标准出版时,所示版本均为有效。

所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

3 方法提要一定量试样与碘液经充分振荡吸附后,经过滤、取液,用硫代硫酸钠溶液滴定滤液中残留的碘量。

取剩余碘液浓度0.02mol/L(1/2I2)下每克炭吸附的碘量(以毫克计)定为碘值。

4 仪器和试剂本标准中所应用水应符合GB/T6682中三级水规定;所列试剂,除特殊规定外,均指分析纯试剂。

4.1 天平,感量0.1mg。

4.2 电热恒温干燥箱。

4.3 振荡器,频率240-275次/min。

4.4 试验筛,筛孔71μm。

4.5 碘(GB/T 675)。

4.6 碘化钾(GB/T 1272)。

4.7 硫代硫酸钠(Na2S2O3•5H2O)(GB/T637).4.8 可溶性淀粉(HGB 3095)。

4.9 重铬酸钾(GB 1259),基准试剂。

国家质量技术监督局1999-11-10批准2000-04-01实施GB/T12496.8 - 19995 溶液5.1 0.1mol/L碘(1/2I2)标准溶液取26g碘化钾溶于大约30mL水中,加入13g碘,使碘充分溶于碘化钾溶液中,然后加水稀释至1000mL,调节碘浓度在(0.1±0.002)mol/L范围内,充分摇匀并静止2天,经标定后,储存于棕色玻璃瓶中.标定:用移液管准确量取碘液20mL于500mL具塞碘量瓶内,加水200mL.用已标定的0.1mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定,滴定时应轻轻摇动碘量瓶,当滴定至溶液呈淡黄色时,加入2mL淀粉指示液,再小心一滴一滴地滴至无色,即为终点.碘液浓度按式(1)计算c2 ×V2 c2 ×V2c1 = = (1)V1 20式中: c1 ---- 碘(1/2I2)标准溶液的浓度, mol/L;c2 ----硫代硫酸钠(Na2S2O3•5H2O)标准溶液的浓度, mol/L;V2----滴定时所消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积mL;V1----标定时取碘液量,20mL.5.2 淀粉指示液称取1.0g可溶性淀粉,加10mL水,在搅拌下注入190mL沸水中,在微沸2min,放置,取上层清液使用,此溶液于使用前配制.5.3 0.1 mol/L硫代硫酸钠标准溶液称取26g硫代硫酸钠(Na2S2O3•5H2O)溶于1000mL水中,缓缓煮沸10min,冷却,放置两周后过滤于棕色玻璃瓶中备用.标定:称取0.150g(称准至0.1mg)于120℃烘干至恒重的重铬酸钾(4.9),置于250mL碘量瓶中,加入25mL水使溶解,加2g碘化钾及20mL “1+8”硫酸,摇匀,于暗处放置10min.加100mL水,用0.1mol/L的硫代硫酸钠标准溶液滴定,近终点时加3mL淀粉指示液,继续滴定至溶液由蓝色变为亮绿色.同时做空白试验,见式(2):mc = (2)(V1 -V2)×0.04903式中: c----硫代硫酸钠的浓度, mol/L;m----重铬酸钾质量, g;V1----硫代硫酸钠溶液用量,mL;V2----空白试验硫代硫酸钠溶液用量, g/mol.49.03----重铬酸钾(1/6K2Cr2O7)摩尔质量,g/mol.6 操作步骤6.1称取经粉碎至71μm的干燥试样0.5g(称准至0.4mg),粉状炭需作补充研磨,以满足71μm以下要求,放入干燥的100mL碘量瓶中,准确加入(1+9)盐酸10.0mL,使试样湿润,放在电炉上加热至沸,微沸(30±2)s,冷却至室温后,加入50.0mL的0.1mol/L碘标准溶液.立即筛好瓶盖,在振荡机上振荡15min,迅速过滤到干燥烧杯中.6.2用移液管吸取10.0mL滤液,放入250mL碘量瓶中,加入100mL水,用0.1mol/L的硫代硫酸钠标准溶液进行滴定,在溶液呈淡黄色时,加2mL淀粉指示液,继续滴定使溶液变成无色,记录下使用的硫代硫酸钠体积.7 结果计算5(10c1-1.2c2V2)× 127A = ().D (3)m式中:A--- 试样的碘吸附值,mg/g;c1--- 碘标准溶液的浓度,mol/L;c2----硫代硫酸钠标准溶液的浓度, mol/LV2----硫代硫酸钠溶液消耗的量, moLm---试样质量,g;127---碘(1/2)I2摩尔质量,g/mol;D---校正系数,根据剩余浓c3查表1得出.c3= c2·V2/10 ----------(4)注:若剩余浓度超过校正因子表,可减少炭量或增加炭量再进行试验并计算碘吸附值.表1 碘吸附试验的校正因子D8 精确度与误差两个平行试样(同实验室内)碘值在600-1450mg/g时,不得大于5.6%。

木质活性炭的生产工艺及再生方法

木质活性炭的生产工艺及再生方法

木质活性炭的生产工艺及再生方法木质活性炭是一种以木质纤维素材料为原料制成的活性炭。

它具有高比表面积、高吸附性能和优良的机械强度,广泛应用于水处理、环境保护、食品加工等领域。

木质活性炭的生产工艺包括材料处理、炭化、活化和后处理等几个关键步骤。

首先,材料处理是木质活性炭生产的第一步。

原料木材需要经过粉碎、烘干和筛分等处理,以获得适合制作木质活性炭的颗粒。

通常选择密度较低的木材如松木、樟木等,这些木材具有较好的孔隙特性和低的灰分含量,适合制作高品质的木质活性炭。

接下来,原料木材通过炭化过程转变为炭素骨架。

炭化是将原料木材在无氧环境下加热至高温,使木材中的非炭素成分被去除,从而得到木质炭。

炭化过程可以使用传统的干燥、热解或气流流化床等方法进行。

这些方法可以提高炭化效率、降低能耗,并保持炭质的良好机械强度和孔隙结构。

然后,木质炭经过活化处理以增加其活性。

活化是使炭素骨架发生孔隙扩散和分化的过程。

常用的活化方法有化学活化和物理活化。

化学活化是通过将炭体浸泡在活化剂溶液中,然后进行热解处理来进行的。

物理活化是通过将炭体暴露在高温下的水蒸气、二氧化碳或惰性气体中,使炭素骨架发生物理变化,形成更多的孔隙结构。

最后,生产的木质活性炭经过后处理工序进行筛分、冲洗和干燥。

筛分是将活性炭按不同粒径分级的过程,能够得到不同用途的活性炭产品。

冲洗是用水洗去活化剂残留和其他杂质,以提高活性炭的纯度。

干燥是为了去除活性炭中的水分,以防止其吸附能力的降低。

木质活性炭的再生方法主要有高温焙烧法和水蒸汽再生法。

高温焙烧法是将废旧的木质活性炭在高温下进行煅烧,以去除已吸附的物质,恢复其吸附性能。

水蒸汽再生法是将废旧的木质活性炭与饱和水蒸汽接触,通过水蒸汽的作用将吸附的物质释放出来,并恢复吸附性能。

这两种再生方法都能够使废旧的木质活性炭重获吸附性能,减少对新鲜木质活性炭的需求。

综上所述,木质活性炭的生产工艺包括材料处理、炭化、活化和后处理等几个关键步骤。

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木质活性炭—工业的发展概况和前景活性炭是具有发达的孔隙结构、巨大的比表面积和极强吸附力的吸附剂。

自20世纪初关于活性炭的第一个专利公布以来全世界经过一百多年的发展,无论在制造技术、应用领域、原料开拓、品种开发、孔隙结构研究和吸附理论的认识等方面都取得了巨大成果,并正在不断深入发展。

我国木质活性炭工业主要生产方法有二大类:一类是以薪炭材、果壳炭化成木炭或果壳炭为主要原料的物理法生产工艺;另一类是以锯木屑为主要原料的化学法生产工艺。

1 生产现状和存在问题我国的木制活性炭工业经过半个世纪的发展,尤其是改革开放20多年来取得了令人瞩目的成就。

生产方法从土法简易的平板炉、闷烧炉发展到现在的回转炉、沸腾炉、斯立普炉、管式炉等多种生产炉型和生产工艺;产量从1949年的几十吨到2003年20多万吨;品种从几个发展到目前的几十个;出口量从无到2003年的15万多吨,居世界第一:生产厂家也由解放初期的数家小厂到现在的四五百家,遍布全国二十多个省、市、自治区,我国已成为事实上的活性炭生产大国。

但是与发达国家相比,我国的活性炭工业仍然存在很大差距,主要表现在:1.1 企业规模小、生产装备落后、劳动生产率低、市场竞争力不强我国活性炭工业尽管已是世界上的生产和出口大国,但还不是活性炭强国。

我国的90%的木质活性炭厂是年产几百吨到上千吨的小企业,虽然目前全国有大大小小四五百家活性炭企业,年生产能力真正达到万吨规模的几乎没有。

而我国的木质活性炭企业大多数遍布于林区和乡镇企业,规模较小,生产装备既不先进而且较难更新,主要设备是大同小异,劳动生产率一般在几十吨/人•年或更低。

而国外,像美国、日本活性炭生产主要集中于万吨以上的大企业,这些大企业不但产量大,生产装备先进,大都实现了生产流水线的全盘自动化和计算机管理控制,故劳动生产率很高,达到几百吨/人•年。

1.2 森林资源浪费,环境污染严重我国是少林国家,生产活性炭只能采用林业加工剩余物为原料,而前几年,福建、江西等林区的整片山林承包或出租给个人,个体企业主为获取更大利润,只顾眼前利益,置森林保护和生态环境保护于不顾,成片砍伐林木烧炭后再经土法水蒸气活化而制取活性炭(一般薪炭材制成活性炭,采用物理活化法需要15~20吨/吨),已经造成这些地区的森林破坏、水土流失,个别从未发生过洪灾的地区也出现了前所未有的洪水泛滥。

而采用锯木屑经过化学法生产活性炭的企业,大多是土法的平板炉,既没有废气回收装置,也没有废水处理设备(一般生产一吨成品化学炭需要化学活化剂0.3~0.5吨,工业盐酸0.5~1.0吨),由于高温活化和酸、水后处理,生产中产生大量的酸性废气和废水,给当地的生态环境造成污染极为严重。

可以说中国的化学活性炭所取得的一点不大的经济效益,是以沉重的环境为代价换取的。

近几年,有些生产厂家虽然在治理环境污染上也做了不少工作,但终因经费、技术、设备等原因尚未得到根本治理。

1.3 管理无序,各自为政我国木质活性炭企业虽然大大小小也有几百家,不论在生产、经营、外贸等方面都是政出多门,各自为政,管理无序。

虽大多数企业属林业系统管理,但也有不少企业属乡镇企业、民营企业、城建、轻工、化工等部门管辖,所在经营过程中(尤其是外贸出口)是多头经营、竞相压价,造成恶性竞争。

根据有关资料,我国活性炭的出口价只相当于国际市场价的1/2~1/3,甚至更低。

尽管如此,由于多头经营、缺少宏观管理,竞相压价争取外商的现象仍屡见不鲜。

这种无序状况导致外商进一步压价,有时还引起外国同行协会或商贸部门的反倾销,而我国却无人应诉,这种局面严重影响了我国活性炭对外贸易的竞争力和国家商业信誉。

1.4 我国木质活性炭产业技术基础薄弱,科学研究起步晚,科研经费不足,科研力量分散,科技对生产力发展贡献不大我国对活性炭的科学研究起步于20世纪的六十年代,而真正开始工作是文化大革命结束后的七十年代下半期。

从那时起,许多科技工作者对活性炭的原料、制造、应用、孔隙结构和吸附理论都作了不少工作,对我国活性炭工业的快速发展做出了很大贡献。

目前我国不少大专院校和科研单位涉足活性炭的科技工作,并取得了一批成果,但由于经费、体制等问题,大多停留在“纸上成果”上,而真正转化为生产力的不多。

据各方了解和查询,至今我国木质活性炭还没有标准的生产工艺规程,普遍存在着生产工艺单一,产品品种不多,应用面狭窄,通用产品多,专用品种少等问题。

最近二十几年,美国化学文摘每年刊登500多条有关活性炭的文摘,其中活性炭应用方面的文摘占50%以上,在水处理和废气处理等环保方面尤为突出,一些专用炭和新开发用途颇受重视。

目前,美国、日本都有300~400多个活性炭品种,而我国仅有50~60多个品种和牌号,其中鑫森炭业品牌作为全国最权威的品牌之一颇受关注。

2 21世纪活性炭产业发展趋势活性炭作为新材料和碳素材料的一个重要分支,其综合的优良吸附性能和在几乎所有国民经济部门的广泛应用,必将在新世纪里继续显示其旺盛的生命力,同时也将面临更多的发展机遇和挑战。

如上所述,与发达国家相比,我国的活性炭行业还是较落后的,尤其在应用开发,专用炭制造等方面差距更大。

例如从环境保护来看,世界发达国家从20世纪70年代开始,环保行业逐渐成为活性炭的主要消费市场,早在1994年,美国用于环境保护中水处理和气体处理的活性炭占其当年总用量13万吨的66%;日本这两项的用量占当年总用量8.5万吨的75%。

我国近十多年环保形势日趋严峻,水处理、气体处理用活性炭还远远没有普及。

据报道:江浙太湖流域水源中藻类较多时,采用大孔较多的具有一定焦糖脱色力(A法≥85%)的木质粉炭,并在水源混凝沉淀时加入,各种藻类去除率可达81%~98%。

随着2003年北京奥运会和2010年上海世博会的申办成功和我国在10~20年里要全面跨入小康社会我们可以充满信心预计,仅环境保护这一领域,活性炭的用量将会成倍增长,初步估计环保用炭不会少于10万~20万吨/年。

另外从活性炭的传统市场来看,活性炭在液相脱色和精制中的应用最早是在制糖和发酵工业。

我国每年产糖600多万吨以上,至今未能采用活性炭脱色,以国外制糖业活性炭用量占糖量的0.3%~1.0%计,活性炭在制糖业的应用量将占有2万~6万吨市场份额。

据资料报道,改革开放20多年来,我国的粮食转化工业如发酵工业得到了飞速发展,淀粉糖从30万吨/年增至200万吨/年,柠檬酸从25万吨/年增至40万吨/年,味精产量2002年达到91万吨,是10年前的三倍,这些产品在生产和精制过程中活性炭是必不可少的,它们成倍增加必然导致活性炭需用量也成倍增加。

据粗略统计,仅味精用炭一年就要3.5万~4.0万吨,另外山梨酸、柠檬酸、医药中间体、食品添加剂及染料中间体等等需木质活性炭的年用量约3.0万~3.5万吨。

活性炭虽然是一个历史悠久的产品,作为现代工业来讲在我国又是一项新兴产业,它之所以能经久不衰,至今仍然有着蓬勃的发展势头和活力,这与它的用途不断被展有关,它不但已在上述传统的制糖、发酵、制药、食品、轻工、医药、冶金、化工、兵工等领域中广泛应用,而且正在向着与人类生存环境息息相关的环保、净水、空气分离、电子信息、原子能及生物工程、纳米材料、高能电极材料、高效催化剂载体等高新科技领域渗透扩展中,找到了更为广阔的新用途。

因此可以预见,未来几十年中我国在全面建设小康社会的过程中,活性炭产业是方兴未艾,必将持续发展。

估计大约再过10年,我国活性炭年产量将有望达到20万~30万吨,它在国民经济发展中的地位将会越来越显示其不可取代的一面。

那时,我国将成为名副其实的活性炭生产、消费、出口大国。

3 几点建议3.1 发挥活性炭行业协会的作用,加强行业的协调和管理,加强企业间的合作并逐步向企业集团过渡,建立和培育中国的大型活性炭企业集团,增强国际竞争力2003年12月国家民政部正式批准,成立的中国林产工业协会活性炭分会是目前我国唯一的活性炭行业组织,它是一个跨地区、跨部门、跨所有制的在自愿、平等、互利、互惠的原则下组成的全国活性炭行业组织,希望通过各方努力办成活性炭的企业之家,在协助政府部门积极做好活性炭企业的组织、协调、交流、指导等方面的服务工作,使我国活性炭行业走上健康有序的发展道路,在增强国际市场的竞争力等方面发挥更大作用,真正成为政府有关部门与行业企业之间的桥梁和纽带。

3.2 注意现有活性炭原料资源的有效利用,积极寻找替代原料和开发新资源其实,可供抽制活性炭的资源很多,如南方的竹、木,北方的果壳,果核、木材加工三剩物、棉花秆、稻壳、优质煤、天然沥青、炭黑、石油焦、石油沥青等含碳资源。

有针对性地开发活性炭资源对于满足不同需求是有益的。

例如,我国每年生产5万多吨糠醛,每生产一吨糠醛有10~12吨废渣,利用其废渣生产的活性炭其硫容量很高,用于气体脱硫有很好效果。

再如中温煤焦屑也可以生产出净化含酚废水用的廉价含碳吸附剂;石化行业大量废弃的石油焦也是一种很好的活性炭原料,通过简单的过热水蒸气加工即可生产出优质净水炭。

3.3 密切科技与生产实际相结合,大力提倡科技创新,组织力量攻克化学法生产中的污染治理和降低消耗目前我国大多数木质活性炭厂由于规模小、资金不足、技术力量有限,在治理污染方面均未能根本解决问题。

根据有关资料,化学法生产中的污染治理和降低消耗就其技术而言是可以做到的。

例如日本氯化锌法生产活性炭锌耗几乎为零,所采用设备为回转炉;美国磷酸法生产活性炭酸耗为0.2吨/吨以下,所用炉型亦为回转炉。

我国浙江、江苏等有些活性炭企业近几年经采用新的转炉和气相回收装置后,酸耗和气相污染有很大降低和改善。

尽可能采用适合的活性炭再生方法,以使活性炭“循环再利用”,进一步节约资源,降低使用成本。

建议有关部门加大科研经费投入,走产学研相结合的道路,组织科研院所、大专院校和企业紧密合作,吸收国外先进技术,开发具有重大经济效益和社会效益的科研项目,共同攻关,建立几个有自身知识产权的有实际效益的示范工厂,争取在不长时间内将化学生产活性炭厂的污染和消耗降到更低水平。

3.4 加强活性炭基础研究和新技术新产品的研究与开发深入探讨活性炭的制取条件与活性炭结构形成和调变关系,逐步做到针对不同的吸附??解吸要求而有对应的生产工艺,努力紧跟世界高新技术的发展方向,建成具有我国特色的知识创新体系,大力加强活性炭新品系列的研究和开发应用,如活性炭的超细化和活性炭与纳米材料的复合,高新电子电极材料和真正的“蓄电池”产品、新型催化剂载体、药物缓释剂、生物制剂线化专用活性炭、高能量密度物质的存贮专用活性炭、纳米氧化催化剂活性炭复体等。

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