煤质活性炭论述

蒋会杰（唐山中浩化工有限公司,河北　乐亭　063611）

煤质活性炭论述

蒋会杰
（唐山中浩化工有限公司,河北乐亭063611）

本文综述了煤质活性炭产业在我国发展的的基本情况；介绍了煤质活性炭的相关生产工艺、相关设备及其应用领域；并分析阐述了煤质活性炭在我国的发展趋势。

活性炭;煤质活性炭;生产工艺设备;发展趋势

1　煤质活性炭产业在我国发展的基本情况

活性炭是用烟煤、褐煤、果壳或木屑等原料经炭化、活化制成的黑色多孔物质,形状分为粉末状、颗粒状、纤维状等。其由微晶炭和无定型炭构成,并含有部分灰分。

20世纪40年代之前，我国在化工、制药行业使用的大量活性炭均来自于进口。至50年代，我国活性炭产业开始起步，沈阳、抚顺、青岛、上海、相继建立起了活性炭生产厂家，七十年代，斯列普炉厂在中国呈现遍地开花之势。八十年代，中国的活性炭产量已达到了近十万吨。进入二十一世纪，活性炭被广泛的应用于室内装修的污染治理，利用造孔技术生产出了专门吸附甲醛、苯系物及各种浮游细菌的活性炭，其具有除味、除臭、除菌、净化的功能，被普通百姓所接受，成为了家居生活的必需品。目前有中小型活性炭生产企业1000余家，现是世界最大的活性炭生产国。当前，活性炭产品向高档次方向发展，国内很多企业通过技术带动新品种的研发，国内的活性炭也呈现出高品质，多品种的趋势，但与欧美国家比较，仍存在技术低下，设备落后，产品质量参差不齐，生产率较低的状况[1]。

2　煤质活性炭的应用

煤质活性炭孔隙结构发达、化学稳定性良好且具有较高的机械强度，是一种优良的广谱碳质吸附材料。根据外表形态的不同，煤质活性炭主要分为煤质颗粒活性炭和煤质粉状活性炭，颗粒活性炭又分为煤质成型炭［包括柱状炭、压块炭（或压片炭）和球状炭］和原煤破碎活性炭两大类。按用途可分为：触媒或触媒载体用活性炭，空气净化用活性炭，吸附用活性炭，溶剂回收用活性炭，水净化用活性炭，脱硫用活性炭等。在实际使用中，其良好的耐酸碱性及回收利用率高，所以活性炭是现在社会工业生产和环境保护必不可少的碳质吸附材料。

与木质和果壳活性炭相比，煤质活性炭具有原料来源广泛、价格低廉、易再生、抗磨损、流体阻力小等特点，被广泛应用于水处理，溶剂回收，糖精、味精、药剂、油脂等的脱色净化，气体分离及气体净化等各个领域。此外，一些经过特殊处理及特殊加工的煤质活性炭还可作为高效的脱硫剂、催化剂及催化剂载体。

近年来，国内外一些企业采用新工艺、新方法及先进的原料处理技术，研制出多种具有特殊吸附性能的煤质活性炭产品。随着科学技术的不断发展，各种改性活性炭的不断研发，其使用领域也不断扩大，原来一些不能使用煤质活性炭的领域（如制药和食品行业中药品和食品的净化、脱色）也开始采用，使煤质活性炭的使用量呈快速上升趋势。

3　煤质活性炭的主要生产工艺

我国煤质活性炭生产主要经历了三个阶段，分别为单煤种活性炭生产，配合煤活性炭生产及催化活化生产活性炭[2]。

单煤种生产活性碳是我国最早使用的活性炭生产工艺，虽工艺技术及设备设施比较落后，但由于初期我国优质煤资源丰富，故产出的活性炭品质较好，且价格低，在国际市场较为畅销。但受制于较低的技术条件，此生产工艺很难有所发展。

为了拓宽可生产活性炭用煤种领域，减少优质煤种的使用，且为弥补单一煤种活性炭性能上的缺陷，我国技术人员对设备及工艺条件进行改进优化，形成了以不同煤种配合使用生产活性炭的工艺技术。

当前，具有特殊吸附性能的产品逐渐成为市场的主流，生产活性炭时，在其炭化及活化过程中加入具有特定性能的催化剂，通过与水蒸气等的活化反应，优化成孔机理，提升活性炭的各项性能，形成了先进的催化活化法生产活性炭[3]。

无论是何种工艺流程，煤质活性炭生产过程均有备煤（包括煤破碎、筛分、磨粉等），成型，炭化，活化，成品处理五个部分。不同工艺流程的区别主要在于流程中各个步骤使用的设备不同

4　煤质活性炭的主要生产设备

根据活性炭的生产流程，煤质活性炭的主要生产设备在总体上可分为备煤设备，成型设备，炭化设备，活化设备。

备煤主要包括原料破碎、筛分、磨粉等过程，现以破碎设备和磨粉设备为主要备煤设备。

成型是成型活性炭工艺特有的生产过程，其中柱状活性炭的成型过程还包括捏合和挤条两个步骤，其设备主要由捏合设备和成型设备组成。

炭化炉是最主要的炭化生产设备。用于活性炭生产的炭化炉种类很多，诸如立式移动床窑炉、土窑炉、坑式炉、蜂房式炉、铁制移动炉、外热型卧式螺旋炉、耙式炉、回转炭化炉等。

5　煤质活性炭技术在我国的发展趋势

当前，随着国内生产技术的飞速发展，科技人才的不断涌现，活性炭的品种也呈现不断增多的态势，其质量与性能也得到了长足的发展，在生产与使用领域，煤质活性炭均得到极大的拓展，由最初的工业使用已逐步进入寻常百姓家庭。我国人口众多，网络物流等新型销售渠道的不断打开，为活性炭扩大市场需求提供了便利。且随着国内外逐渐打破贸易壁垒，也为国内煤质活性扩宽国际市场提供了条件。

同时，我国为产煤大国，资源丰富，且劳动力、原材料价格比较低廉，为我国大力发展煤质活性炭产业提供了独特的优势。且随着我国加大对环境保护的力度，通过先进的技术及严格的企业规范将煤质活性炭运用至环保领域已成为当前社会的重要课题。

[1]柴国梁.国内外活性炭工业分析[J].上海化工,2006.

[2]张文辉,梁大明.我国煤基活性炭发展趋势探析[J].煤质技术,2003.

[3]范艳青,冯晓锐,陈雯等.活性炭制备技术及发展[J].昆明理工大学学报,2002.