注册 登录  
 加关注
查看详情
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

吉建斌的网易博客

吉建斌

 
 
 

日志

 
 

煤质活性炭的工业制造及应用知识培训教程(02)  

2017-11-15 19:07:13|  分类: 活性炭产业 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

编写:吉建斌(2004年)

(6)活化工序

炭化料在700?1500范围内与活化气体(水蒸汽、二氧化碳、氧气或空气)进行气化反应,部分非晶碳被烧蚀进入气相,从而形成孔隙结构。

(7)活化料的后处理

通常的后处理工艺包括:破碎、筛选、磨粉、去杂提纯、二次成型、烘干、分级、包装等。

需特别指出的是,气体活化法制造活性炭时,上述工序中可能仅会用到几个,如原煤直接破碎炭产品就仅会采用原料准备、炭化、活化、后处理等工序,目前可工业化规模生产的活性炭品种还没有全部采用上述所有工序的先例。

四、活性炭的应用领域

作为一类功能性碳材料,活性炭的应用领域日益扩大。而且,随着对活性炭性能认识程度的加深,它的许多新功能被进一步发掘,应用领域近几年来呈加速拓展趋势,几乎渗透到所有的工业及生活领域中。

1、传统的应用领域

(1)溶剂回收。如回收印刷工业用的二甲苯、甲苯、苯等溶剂;回收塑料和人造革工业的乙醇、丙酮、酯、醚等有机溶剂;磁带工厂中环已酮的回收;树脂加工厂中二氯甲烷的回收,等等。

(2)空气净化。如电子、医药工业无菌车间的空气净化;复印机房、电脑房空气中臭氧的脱除;密闭空间空气中异嗅异味的脱除;冰箱中异味的去除,等等。

(3)核生化防护。核辐射、生物战剂、化学战剂等均属大规模杀伤性武器,活性炭被添载了各种化学药剂后可对其进行有效防护;在民品工业存在有毒气体的环境中,活性炭或添载了化学药剂后的活性炭常被用作个体防护用品的关键部件;在2002年岁末和2003年初爆发的SARS危机中,添加了载银活性炭的特护面具起到了保护医护人员的作用。

(4)自来水深度净化处理。实践证明,活性炭仍然是目前效果最好的深度净水产品,其用量近十年来呈几何倍数增长。有证据表明,未来的五年是国内自来水净化的快速增长期,对净水炭的需求将呈井喷式发展。

(5)工业污水的深度净化处理。如印染废水的三级脱色、电镀废水的重金属离子脱除、造纸废水的净化回用、石化工业废水的COD脱除以达标排放等,活性炭被证明是最有效的深度净化材料之一。

(6)生活污水的深度净化回用。由于城市生活污水的无序排放,其中的BOD、COD、VOC、TOC、NH3–N、NO3?–N、P、重金属等污染物对地表饮用水源的污染日益严重,我国的主要河流、湖泊水质恶化情况已非常严峻,为了缓解水资源危机,各主要城市的生活污水处理厂均将污水的深度净化回用工程列入日程,而活性炭吸附法是目前可选的深度净化技术之一。

(7)医用活性炭。如血液净化、肾透析、口服溃疡治疗用活性炭、止血炭纱布、皮肤病外用炭药膏等。

(8)用作催化剂及催化剂载体。如光气合成、由链烷烃制造链烯烃的脱氢反应、由环烷烃制造芳香烃的脱氢反应、氯乙烯单体的合成、醋酸乙烯单体的合成等反应过程的工业催化剂或载体。

2、最近新发展的应用领域

(1)变压吸附(PSA)技术气体分离、提纯用活性炭产品。如用空气制造高纯氮、高纯氧、高纯氩气;从工业驰放气中回收高纯氢、CO、CO2等。

(2)天然气吸附存贮。燃气型机动车是低排气污染型汽车,但采用液化天然气作燃料时,由于贮气罐为高压容器,一旦发生车祸,极可能发生剧烈爆炸引起更大的伤亡事故,经过国内外专家的不懈努力,已研发出了特殊的专用型天然气吸附存贮用活性炭产品,可将贮气罐的压力由几十个MPa降至5MPa左右,使其安全性提高了几百倍。

(3)工业烟道气的脱硫脱硝。火力发电厂排放的SOX和NOX是造成全球大气污染和酸雨的主要元凶,传统的石灰乳脱硫技术会造成水体污染,并非一种完美的环保技术。1986年,日本三井矿山株式会社率先研发成功活性炭干法DeSOxDeNOx技术,目前已发展成为最成功的环保技术之一,已在世界主要发达国家推广使用。预计到2010年,脱硫脱硝活性炭的世界需求量将达60?80万吨/年,成为最大宗的活性炭品种。

(4)二恶英类气相污染物的脱除。二恶英类化合物是一大类含卤素有机物的总称,是近年来新发现的剧烈气相致癌物质,大量产生于城市垃圾焚烧装置的排放烟气中。荷兰Norit公司率先用泥煤和褐煤制造出专用型GL50和FGD两个系列粉末活性炭,可高效脱除二恶英类污染物,目前的应用已非常广泛。

(5)双层电容器用活性炭。由于存在用电的高峰期问题,供电企业的稳定供电是一个传统的世界性难题,如果能在用电低谷时段将电能予以贮存,而在高峰时自动释放,就可以使电网实现智能化自动调节。经过反复研究,目前已发现某种特制的活性炭具有这种功能,某发达国家已制造了一台巨大的双层电容器,其中装填了上千吨这种活性炭做电极材料,试运行结果证实,其贮存/释放电荷的能力可以达到预期效果。

第二讲:活性炭的制造原料

一、活性炭的制造原料总述

从理论上讲,自然界存在的,及人类生产生活中产生的所有含碳物质均能用来制造活性炭。但是,当综合考虑到活性炭的最终性能要求(如灰分、强度、堆比重、表面积、吸附能力等)时,原材料的可选择品种只占到上述所有含碳物质总品种数的万分之几。也就是说,能用来制造具有商业应用价值的活性炭的含碳物质种类并不多。

总体来讲,适用于制造活性炭的原材料可分成矿物性原料和植物性原料两大类。

1、矿物性原料

包括无烟煤、半无烟煤、烟煤、褐煤、泥煤、煤焦油、煤沥青、石油焦、石油残渣、石油沥青等。

关于煤质原料,将在后继讲座中进行详细解说。石油系原料的特点是灰分低(<1%)、初始孔隙以微孔为主,可用来制造微孔型活性炭,文献中报道过的研究工作包括:用石油焦或石油残渣制造活性炭分子筛;向煤系原料中添加20?60%的石油焦或石油残渣制造低灰黄金吸咐炭或其它重金属离子吸咐炭;用石油焦或石油沥青为原料,强碱活化法制造高表面积活性炭(比表面积高达3000?3600m2/g);用石油沥青为原料,中间相法制成微球(粒径0.1?0.5mm),制造血液透析用特种活性炭;将石油沥青进行改性处理,熔融纺丝后制造纤维状活性炭,等等。

2、植物性原料

包括木炭、木屑、椰壳、桃核、核桃壳、杏核、其它果壳、木焦油、木沥青 、造纸黑液(造纸残渣)、其它含木质纤维素的工农业废料等。

木屑活性炭及少量果核/果壳类活性炭采用化学活化法生产;其它材料多采用气体活化法来制造活性炭产品。

曾被研究过的、能用作活性炭原料的植物品种有:(1)各种木材如栎木、桦木、松木、桤木、云杉、山杨木、橡胶木、橡树、山毛榉、小叶桉、相思木、竹子等,决定一种木材是否能用作活性炭原料的方法,是将其破碎、烘干后干馏热解制成木炭,如果木炭不碎裂成细粉,且其比重0.4g/mL时,可认为是适用的;(2)各种木材的下脚料如木屑、枝丫、树皮、树根等;(3)坚果壳及果核;(4)农作物废料,如葡萄籽、樱桃核、玉米穗轴(玉米芯)、花生壳、橄榄核、甘蔗渣、大米稻壳、油棕果壳、樟子松果球、油茶壳、麦杆、葵花杆、蓖麻杆、黄麻杆、棉花杆等;(5)工业废料,如糠醛渣、木糖渣、橡碗栲胶渣 、落叶松栲胶渣、酸析木素、造纸残渣等。

用植物性原料化学法生产活性炭,工艺过程中排放的气相、液相污染物较多,设备腐蚀严重、化学药剂回收和提纯难度较大,且制成品燃点低,有爆燃危险性,故此种工艺呈加速萎缩态势。

用植物性原料气体活化法制造活性炭的情况呈现两种发展态势:一方面,由于世界范围内大规模的绿色植被保护运动正在轰轰烈烈地进行,木材已严重短缺,所以以往用整木制造活性炭的企业必须转产或寻求替代性原料 ,而采用木材下脚料及果壳/果核类原料的活性炭企业又面临过度竟争,原料严重短缺的现状,亦难以维系;另一方面,大量的农林作物废料又无良好的出路,大量堆存或焚烧,造成浪费,所以近几年用农林业废料制造木质活性炭的替代性技术已成为活性炭行业的研究热点之一。

总体来看,木质活性炭行业的发展趋势为:以整根木材制造活性炭的企业必须转产才能生存;以木材下脚料及果壳、果核类原料制造活性炭的企业因原料稀缺亦会生存困难;以农林业废弃料生产木质活性炭是该行业的唯一出路。

 

多膛炉设备系统设计、建造、安装工程以及废水深度处理回用相关业务,请联系:

关光(先生):北京北宇机械设备有限公司,18001368585

吉建斌(先生):18603463183,jzhx928@163.com

  评论这张
 
阅读(15)| 评论(0)
推荐 转载

历史上的今天

在LOFTER的更多文章

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2018