煤質(zhì)活性炭論述

蔣會(huì)杰（唐山中浩化工有限公司,河北　樂亭　063611）

煤質(zhì)活性炭論述

蔣會(huì)杰
（唐山中浩化工有限公司,河北樂亭063611）

本文綜述了煤質(zhì)活性炭產(chǎn)業(yè)在我國發(fā)展的的基本情況；介紹了煤質(zhì)活性炭的相關(guān)生產(chǎn)工藝、相關(guān)設(shè)備及其應(yīng)用領(lǐng)域；并分析闡述了煤質(zhì)活性炭在我國的發(fā)展趨勢(shì)。

活性炭;煤質(zhì)活性炭;生產(chǎn)工藝設(shè)備;發(fā)展趨勢(shì)

1　煤質(zhì)活性炭產(chǎn)業(yè)在我國發(fā)展的基本情況

活性炭是用煙煤、褐煤、果殼或木屑等原料經(jīng)炭化、活化制成的黑色多孔物質(zhì),形狀分為粉末狀、顆粒狀、纖維狀等。其由微晶炭和無定型炭構(gòu)成,并含有部分灰分。

20世紀(jì)40年代之前，我國在化工、制藥行業(yè)使用的大量活性炭均來自于進(jìn)口。至50年代，我國活性炭產(chǎn)業(yè)開始起步，沈陽、撫順、青島、上海、相繼建立起了活性炭生產(chǎn)廠家，七十年代，斯列普爐廠在中國呈現(xiàn)遍地開花之勢(shì)。八十年代，中國的活性炭產(chǎn)量已達(dá)到了近十萬噸。進(jìn)入二十一世紀(jì)，活性炭被廣泛的應(yīng)用于室內(nèi)裝修的污染治理，利用造孔技術(shù)生產(chǎn)出了專門吸附甲醛、苯系物及各種浮游細(xì)菌的活性炭，其具有除味、除臭、除菌、凈化的功能，被普通百姓所接受，成為了家居生活的必需品。目前有中小型活性炭生產(chǎn)企業(yè)1000余家，現(xiàn)是世界最大的活性炭生產(chǎn)國。當(dāng)前，活性炭產(chǎn)品向高檔次方向發(fā)展，國內(nèi)很多企業(yè)通過技術(shù)帶動(dòng)新品種的研發(fā)，國內(nèi)的活性炭也呈現(xiàn)出高品質(zhì)，多品種的趨勢(shì)，但與歐美國家比較，仍存在技術(shù)低下，設(shè)備落后，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，生產(chǎn)率較低的狀況[1]。

2　煤質(zhì)活性炭的應(yīng)用

煤質(zhì)活性炭孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、化學(xué)穩(wěn)定性良好且具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，是一種優(yōu)良的廣譜碳質(zhì)吸附材料。根據(jù)外表形態(tài)的不同，煤質(zhì)活性炭主要分為煤質(zhì)顆?；钚蕴亢兔嘿|(zhì)粉狀活性炭，顆粒活性炭又分為煤質(zhì)成型炭［包括柱狀炭、壓塊炭（或壓片炭）和球狀炭］和原煤破碎活性炭?jī)纱箢悺０从猛究煞譃椋河|媒或觸媒載體用活性炭，空氣凈化用活性炭，吸附用活性炭，溶劑回收用活性炭，水凈化用活性炭，脫硫用活性炭等。在實(shí)際使用中，其良好的耐酸堿性及回收利用率高，所以活性炭是現(xiàn)在社會(huì)工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)必不可少的碳質(zhì)吸附材料。

與木質(zhì)和果殼活性炭相比，煤質(zhì)活性炭具有原料來源廣泛、價(jià)格低廉、易再生、抗磨損、流體阻力小等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于水處理，溶劑回收，糖精、味精、藥劑、油脂等的脫色凈化，氣體分離及氣體凈化等各個(gè)領(lǐng)域。此外，一些經(jīng)過特殊處理及特殊加工的煤質(zhì)活性炭還可作為高效的脫硫劑、催化劑及催化劑載體。

近年來，國內(nèi)外一些企業(yè)采用新工藝、新方法及先進(jìn)的原料處理技術(shù)，研制出多種具有特殊吸附性能的煤質(zhì)活性炭產(chǎn)品。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種改性活性炭的不斷研發(fā)，其使用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大，原來一些不能使用煤質(zhì)活性炭的領(lǐng)域（如制藥和食品行業(yè)中藥品和食品的凈化、脫色）也開始采用，使煤質(zhì)活性炭的使用量呈快速上升趨勢(shì)。

3　煤質(zhì)活性炭的主要生產(chǎn)工藝

我國煤質(zhì)活性炭生產(chǎn)主要經(jīng)歷了三個(gè)階段，分別為單煤種活性炭生產(chǎn)，配合煤活性炭生產(chǎn)及催化活化生產(chǎn)活性炭[2]。

單煤種生產(chǎn)活性碳是我國最早使用的活性炭生產(chǎn)工藝，雖工藝技術(shù)及設(shè)備設(shè)施比較落后，但由于初期我國優(yōu)質(zhì)煤資源豐富，故產(chǎn)出的活性炭品質(zhì)較好，且價(jià)格低，在國際市場(chǎng)較為暢銷。但受制于較低的技術(shù)條件，此生產(chǎn)工藝很難有所發(fā)展。

為了拓寬可生產(chǎn)活性炭用煤種領(lǐng)域，減少優(yōu)質(zhì)煤種的使用，且為彌補(bǔ)單一煤種活性炭性能上的缺陷，我國技術(shù)人員對(duì)設(shè)備及工藝條件進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，形成了以不同煤種配合使用生產(chǎn)活性炭的工藝技術(shù)。

當(dāng)前，具有特殊吸附性能的產(chǎn)品逐漸成為市場(chǎng)的主流，生產(chǎn)活性炭時(shí)，在其炭化及活化過程中加入具有特定性能的催化劑，通過與水蒸氣等的活化反應(yīng)，優(yōu)化成孔機(jī)理，提升活性炭的各項(xiàng)性能，形成了先進(jìn)的催化活化法生產(chǎn)活性炭[3]。

無論是何種工藝流程，煤質(zhì)活性炭生產(chǎn)過程均有備煤（包括煤破碎、篩分、磨粉等），成型，炭化，活化，成品處理五個(gè)部分。不同工藝流程的區(qū)別主要在于流程中各個(gè)步驟使用的設(shè)備不同

4　煤質(zhì)活性炭的主要生產(chǎn)設(shè)備

根據(jù)活性炭的生產(chǎn)流程，煤質(zhì)活性炭的主要生產(chǎn)設(shè)備在總體上可分為備煤設(shè)備，成型設(shè)備，炭化設(shè)備，活化設(shè)備。

備煤主要包括原料破碎、篩分、磨粉等過程，現(xiàn)以破碎設(shè)備和磨粉設(shè)備為主要備煤設(shè)備。

成型是成型活性炭工藝特有的生產(chǎn)過程，其中柱狀活性炭的成型過程還包括捏合和擠條兩個(gè)步驟，其設(shè)備主要由捏合設(shè)備和成型設(shè)備組成。

炭化爐是最主要的炭化生產(chǎn)設(shè)備。用于活性炭生產(chǎn)的炭化爐種類很多，諸如立式移動(dòng)床窯爐、土窯爐、坑式爐、蜂房式爐、鐵制移動(dòng)爐、外熱型臥式螺旋爐、耙式爐、回轉(zhuǎn)炭化爐等。

5　煤質(zhì)活性炭技術(shù)在我國的發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前，隨著國內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)的飛速發(fā)展，科技人才的不斷涌現(xiàn)，活性炭的品種也呈現(xiàn)不斷增多的態(tài)勢(shì)，其質(zhì)量與性能也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，在生產(chǎn)與使用領(lǐng)域，煤質(zhì)活性炭均得到極大的拓展，由最初的工業(yè)使用已逐步進(jìn)入尋常百姓家庭。我國人口眾多，網(wǎng)絡(luò)物流等新型銷售渠道的不斷打開，為活性炭擴(kuò)大市場(chǎng)需求提供了便利。且隨著國內(nèi)外逐漸打破貿(mào)易壁壘，也為國內(nèi)煤質(zhì)活性擴(kuò)寬國際市場(chǎng)提供了條件。

同時(shí)，我國為產(chǎn)煤大國，資源豐富，且勞動(dòng)力、原材料價(jià)格比較低廉，為我國大力發(fā)展煤質(zhì)活性炭產(chǎn)業(yè)提供了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。且隨著我國加大對(duì)環(huán)境保護(hù)的力度，通過先進(jìn)的技術(shù)及嚴(yán)格的企業(yè)規(guī)范將煤質(zhì)活性炭運(yùn)用至環(huán)保領(lǐng)域已成為當(dāng)前社會(huì)的重要課題。

[1]柴國梁.國內(nèi)外活性炭工業(yè)分析[J].上?；?2006.

[2]張文輝,梁大明.我國煤基活性炭發(fā)展趨勢(shì)探析[J].煤質(zhì)技術(shù),2003.

[3]范艷青,馮曉銳,陳雯等.活性炭制備技術(shù)及發(fā)展[J].昆明理工大學(xué)學(xué)報(bào),2002.