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                    活性炭的發展以及對環保產業的影響?

                    時間:2016-05-29 點擊:73 次 來源:本站
                     

                    我國活性炭產業的發展趨勢活性炭產業終端需求的不斷深化,推動了我國活性炭技術的不斷進應用領域 發展趨勢 :


                    ①生產規模大型化。目前國內活性炭


                    生產企業普遍規模較小、技術力量薄弱、經濟實力不強,只能依賴資源優勢在激烈的市場競爭中求生存,不但企業自身很難有大的發展,而且也很難與國外的大型活性炭企業競爭。因此,為提升產品吸附性能的目的。近年來,煤炭科學研究總院在催化活化生產活性炭方面進行了很多有益的探索,煤炭科學研究總院北京煤化工研究分院先后承擔完成多項國家自然科學基金、國家科技攻關和原煤炭部重點項目,率先成功開發了催化活化活性炭生產工藝、氧化還原活性炭生產工藝、壓塊成型活性炭生產工藝、超純煤活性炭生產工藝和“一步法”活性炭生產工藝等,并在這些工藝技術的基礎上,開發出了大量的活性炭新產品,不僅填補了國內的空白,而且提高了我國煤基活性炭產品在國際市場上的競爭力 [3] 。這些新工藝技術的出現,優化了有的活性炭生產工藝,提升了活性炭產品的性能,豐富了我國活性炭市場的產品種類,為我國的活性炭產業。發展起到了十分重要的推動作用。




                    提高與國外大型活性炭


                    企業的競爭能力,充分利用現代化生產設備的生產能力,必須擴大活性炭生產企業的生產規模。隨著活性炭生產的規?;l展,活性炭生產企業數量將逐步縮減,從而有效地改善中國活性炭市場的無序競爭現狀。②生產設備大型化和現代化。隨著國內性炭生產規模的大型化發


                    展,必將促進活性炭生產設備向大型化和現代化方向發展。目前國內已有活性炭生產企業引進國外的干法輥壓造粒機(生產能力5萬t/a)和耙式爐(生產能力1萬t/a)。同時,配套的物料輸送和儀表控制環節也向連續化、自動化方向發展。③產品多樣化。隨著活性炭應用領域的不斷擴大,涌現出一些技術含量高的活性炭新產品,活性炭的檔次也越來越高,質量逐步提升。目前,水處理是活性炭***主要的應用領域,約占市場需求量的60%以上。壓塊活性炭將是未來水處理用活性炭市場,尤其是中國水處理活性炭市場的主流產品,此外,隨著干法煙氣凈化技術的推廣,活性焦也越來越受到重視。


                    ④銷售市場國內化。我國是活性炭生產大國,年產量高達30萬t以上,但年消費僅為10萬t左右。而居******活性炭產量第2的美國年產活性炭為18萬t,消費卻接近20萬t,可見我國活性炭產業還有很大的市場空間,隨著工業的不斷進步,我國活性炭產業在未來10 ~20年的國內市場需求還將進一步加大 [5] 。


                    ⑤節能減排常態化。目前,活性炭生產過程中的節能減排已經成為活性通過余熱鍋爐、煙氣循環等方式節約能源,并通過二次燃燒、洗滌除塵等方式降低有毒有害氣體的排放,效果十分顯著。


                    ⑥加強技術創新。煤炭科學研究總院系統研究開發煤基活性炭20余年,已開發了適合中國國情的壓塊炭生產工藝,并致力于關鍵生產設備的大型化和國產化,推動了國內壓塊活性炭生產技術的快速發展 ;同時在國家“863”、 “973”等科技計劃的支持下,在我國率先實現了活性焦干法脫硫技術的產業化并開始工業推廣,自主開發的煤基脫硫專用活性焦系列產品。



                    二.從制造炭素材料的角度來認識炭化過程時。還有一個非常重要的側面,那就是炭化過程是發生在氣相、液相或固相中的哪一相系統下的問題。因為這種差別,不論是對于所生成的炭素的顯微結構或是***直接有關的高次結構都有決定性的影響,首先是對柱狀活性炭炭素前驅體的結構有影響。



                    在大氣壓下究竟以哪一條路徑進行炭化,將決定于原材料有機物的熔點和沸點及炭化反應的起始溫度等。例如,碳原子數小于15的烷烴和烯烴,其沸點不超過 200 'C,是在氣相下進行炭化的。而對于制備固體多孔性吸附材料的活性炭而言,有意義的炭化主要是固相炭化和液相炭化液相炭化反應,是在約小于500℃下進行的。此后則成為固相的炭素前驅體。也有從固體物質出發,炭化過程中要生成液相,主要炭化反應在液相中進行,這種炭化也應歸于液相炭化。


                    至此,可以粗略地得到這樣的結論:原材料若經固相炭化,一般成為取向性差、難石墨化、各向同性的炭素前驅體;而若經過液相炭化,則一般形成取向性好、易石墨化、各向異性的炭素前軀體。


                    我國活性炭產業發展現狀我國活性炭產業起步于20世紀50年代,至今已有 60多年的發展歷史,產量、品種、質量和應用都有了很大提高,尤其是20世紀90年代以后,我國活性炭得到快速發展,在設備引進、消化吸收、改造或制造工藝方新材料產業,均有進步。改革開放以來,隨著工業的發展、民用產品的豐富,活性炭的應用領域逐步擴大,尤其是隨著


                    我國環保力度不斷加大,國內外燃煤火力發電廠汞吸附活性炭需求量不斷增長,活性炭的出口量也逐年上升。經過20余年的快速發展,我國活性炭產業目前已基本形成了獨立、完整、初具規模的工業體系。我國活性炭生產企業已由20世紀80年代初的幾十家增加到目前300余家,總生產能力達到50萬t,活性炭品種幾十個,牌號達100多種,其中,煤基活性炭生產企業近200家。2011年,我國活性炭總產量已經達到35萬t,其中煤質活性炭


                    產量約24萬t。


                    目前,我國活性炭產業呈現出如下特點 :


                    ①工業布局 :煤質活性炭


                    生產主要集中在山西、河南和寧夏,目前這2大基地的煤基活性炭產品產量占全國煤基活性炭產量的90%左右 ;果殼活性炭生產以河南為主 ;木質活性炭生產主


                    集中在河南、及東北地區。




                    ②原料 :以木質原料生產的活性炭所占比重逐漸下降,以煤為原料生產的活性炭所占比重呈上升趨勢。木質活性炭所占比重從20世紀70年代占我國活性炭總產量的80%下降到20


                    世紀90年代的不足30%,同期煤基活性炭從15%上升到70%,而且這種趨勢至今一直沒有改變,煤基活性炭是以煤為主要原料制成的活性炭,原料煤的物理化學性質對煤基活性炭的產品性能有重大影響。近年來,我國在活性炭原料煤處理方面加大了研發力度,研究開發的活性炭原料煤深度脫灰技術,能夠生產灰分極低(灰分約2%以下)的超低灰煤。而以超低灰煤為原料生產的活性炭,雜質含量低、附加值高,成為新一代的優質活性炭產品 [7] 。另外,采用壓塊成型技術可以生產出強度高、孔隙結構可隨意調整、孔徑分布均勻而合理、無漂浮且在液相中下沉速度快、吸附性能優越的產品活性炭 。


                    ③產品用途 :從20世紀70年代,活性炭的應用范圍還主要集中在食品、軍事、醫藥、化工等行業。隨著工業技術的不斷發展,各國環保意識的提高,目前的活性炭應用已經擴展到了國民經濟的各個方面。


                    ④產品特點 :由于原料的優化、應用領域的拓展,目前國內的活性炭產品已經逐步向多品種、高附加值方向發展。隨著出口量的增加以及企業技術的不斷革新,國內外客戶對活性


                    炭產品的要求不斷提高,國內活性炭產品的品質也隨之不斷提升。


                    ⑤生產方法 :目前,國內約 68%左右的活性炭產品為煤基活性炭,煤基活性炭以優質煤為原料,經過碳化、冷卻、活化、洗滌等工藝一步步精制而成。生產技術也由***初的單種煤生產活性炭,逐步過渡到配煤生產活性炭及催化活化生產活性炭階段。單種煤生產活性炭是我國***早開的一種生產工藝,但由于原料單一,所生產的活性炭產品性能的提升空間炭的局限性,近年來又開發出了配煤生產活性炭及催化活化生產活性炭2種工藝。其中,配煤生產活性炭技術是將不同性質的煤,按一定比例進行混合搭配,生產出具有不同性能需求的活性炭產品。采用這種工藝,一方面解決了原料的單一性問題,同時也使活性炭產品的性能有了很大的提高。催化活化生產活性炭是指在生產某些具有特殊吸附性能的高檔優質活性炭過程中,在炭化、活化過程中加入一定的催化劑,從而改變活化成孔機理。


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