煤質活性炭論述

蔣會杰（唐山中浩化工有限公司,河北　樂亭　063611）

煤質活性炭論述

蔣會杰
（唐山中浩化工有限公司,河北樂亭063611）

本文綜述了煤質活性炭產業在我國發展的的基本情況；介紹了煤質活性炭的相關生產工藝、相關設備及其應用領域；并分析闡述了煤質活性炭在我國的發展趨勢。

活性炭;煤質活性炭;生產工藝設備;發展趨勢

1　煤質活性炭產業在我國發展的基本情況

活性炭是用煙煤、褐煤、果殼或木屑等原料經炭化、活化制成的黑色多孔物質,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成,并含有部分灰分。

20世紀40年代之前，我國在化工、制藥行業使用的大量活性炭均來自于進口。至50年代，我國活性炭產業開始起步，沈陽、撫順、青島、上海、相繼建立起了活性炭生產廠家，七十年代，斯列普爐廠在中國呈現遍地開花之勢。八十年代，中國的活性炭產量已達到了近十萬噸。進入二十一世紀，活性炭被廣泛的應用于室內裝修的污染治理，利用造孔技術生產出了專門吸附甲醛、苯系物及各種浮游細菌的活性炭，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企業1000余家，現是世界最大的活性炭生產國。當前，活性炭產品向高檔次方向發展，國內很多企業通過技術帶動新品種的研發，國內的活性炭也呈現出高品質，多品種的趨勢，但與歐美國家比較，仍存在技術低下，設備落后，產品質量參差不齊，生產率較低的狀況[1]。

2　煤質活性炭的應用

煤質活性炭孔隙結構發達、化學穩定性良好且具有較高的機械強度，是一種優良的廣譜碳質吸附材料。根據外表形態的不同，煤質活性炭主要分為煤質顆?；钚蕴亢兔嘿|粉狀活性炭，顆粒活性炭又分為煤質成型炭［包括柱狀炭、壓塊炭（或壓片炭）和球狀炭］和原煤破碎活性炭兩大類。按用途可分為：觸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，所以活性炭是現在社會工業生產和環境保護必不可少的碳質吸附材料。

與木質和果殼活性炭相比，煤質活性炭具有原料來源廣泛、價格低廉、易再生、抗磨損、流體阻力小等特點，被廣泛應用于水處理，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領域。此外，一些經過特殊處理及特殊加工的煤質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，國內外一些企業采用新工藝、新方法及先進的原料處理技術，研制出多種具有特殊吸附性能的煤質活性炭產品。隨著科學技術的不斷發展，各種改性活性炭的不斷研發，其使用領域也不斷擴大，原來一些不能使用煤質活性炭的領域（如制藥和食品行業中藥品和食品的凈化、脫色）也開始采用，使煤質活性炭的使用量呈快速上升趨勢。

3　煤質活性炭的主要生產工藝

我國煤質活性炭生產主要經歷了三個階段，分別為單煤種活性炭生產，配合煤活性炭生產及催化活化生產活性炭[2]。

單煤種生產活性碳是我國最早使用的活性炭生產工藝，雖工藝技術及設備設施比較落后，但由于初期我國優質煤資源豐富，故產出的活性炭品質較好，且價格低，在國際市場較為暢銷。但受制于較低的技術條件，此生產工藝很難有所發展。

為了拓寬可生產活性炭用煤種領域，減少優質煤種的使用，且為彌補單一煤種活性炭性能上的缺陷，我國技術人員對設備及工藝條件進行改進優化，形成了以不同煤種配合使用生產活性炭的工藝技術。

當前，具有特殊吸附性能的產品逐漸成為市場的主流，生產活性炭時，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，優化成孔機理，提升活性炭的各項性能，形成了先進的催化活化法生產活性炭[3]。

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

4　煤質活性炭的主要生產設備

根據活性炭的生產流程，煤質活性炭的主要生產設備在總體上可分為備煤設備，成型設備，炭化設備，活化設備。

備煤主要包括原料破碎、篩分、磨粉等過程，現以破碎設備和磨粉設備為主要備煤設備。

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

炭化爐是最主要的炭化生產設備。用于活性炭生產的炭化爐種類很多，諸如立式移動床窯爐、土窯爐、坑式爐、蜂房式爐、鐵制移動爐、外熱型臥式螺旋爐、耙式爐、回轉炭化爐等。

5　煤質活性炭技術在我國的發展趨勢

當前，隨著國內生產技術的飛速發展，科技人才的不斷涌現，活性炭的品種也呈現不斷增多的態勢，其質量與性能也得到了長足的發展，在生產與使用領域，煤質活性炭均得到極大的拓展，由最初的工業使用已逐步進入尋常百姓家庭。我國人口眾多，網絡物流等新型銷售渠道的不斷打開，為活性炭擴大市場需求提供了便利。且隨著國內外逐漸打破貿易壁壘，也為國內煤質活性擴寬國際市場提供了條件。

同時，我國為產煤大國，資源豐富，且勞動力、原材料價格比較低廉，為我國大力發展煤質活性炭產業提供了獨特的優勢。且隨著我國加大對環境保護的力度，通過先進的技術及嚴格的企業規范將煤質活性炭運用至環保領域已成為當前社會的重要課題。

[1]柴國梁.國內外活性炭工業分析[J].上?；?2006.

[2]張文輝,梁大明.我國煤基活性炭發展趨勢探析[J].煤質技術,2003.

[3]范艷青,馮曉銳,陳雯等.活性炭制備技術及發展[J].昆明理工大學學報,2002.