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活性炭工业历史与现状

2021-10-26 产品知识

活性炭是在木炭用于糖液脱色精制的基础上产生的。人类生产和使用木炭的历史悠久,除做燃料和冶炼用外,在公元前1550年埃及就用于医药,公元前2世纪印度用于滤水,我们的祖先用木炭重量变化来测量空气的湿度,长沙马王堆出土的汉墓木椁用木炭来吸潮、防腐,明朝李时珍在《本草纲目》中记述果核煅炭可治疗腹泻和肠胃病。到中世纪,开始把木炭用于糖液脱色精制,以后发现骨炭有更大的脱色力,从19世纪中叶开始研究“用量少、效果好”的脱色吸附剂,活化炭的研究走上了轨道,于是在本世纪初欧洲诞生了活性炭工业。有学者提出,把活性炭工业的建立和发展分为四个时期:

(1)工业化前(1900年以前)。如上所述,为了寻找用量少效果好的吸附剂,这时期人们进行了许多活化研究。如研究焖烧、过热水蒸汽活化、过热水蒸汽和空气并用等。1856年已有用麦粉、焦油和MgCO3混合加热制脱色炭的,1868年开始用纸厂废物拌和磷酸烧制脱色炭。但这些都是在实验室里完成的,而工业化设备、材料、工程理论问题没能得到解决。

(2)工业生产出现(1900-1925年)。1900-1901年奥斯特雷专科(OSTREJKO)发明了金属氯化物和植物原料混合和在较高温度下用CO2作用来制造活性炭的两项专利。1909年以木炭为原料用气体法在欧洲开始生产粉状活性炭,1911年荷兰NORET炭出售(后成为有名的糖用炭),从此开始了气体法和药品法的两大类方法的工业生产。一次世界大战中活性炭在防毒而具上的应用,活性炭作为军需品得到了急制的发展。理论研究也随之开始。

(3)成长期(1925-1950年),20年代初在欧洲,活性炭的用途已扩大到矿物油、植物油和化学药品的精制,形成垄断企业,竞争激烈。1926年以后,活性炭制法研究集中在荷兰,而理论方面研究集中在德国。1929年以后,在美国开始把粉状活性炭用于水处理(每年2000-3000t)。这时原料使用相当广泛,扩展到果壳、核、泥煤等。活化方法也多种多样,理论研究进一步深化。

(4)新发展期(1950-1975年)。二次世界大战后,活性炭工业的方向已从欧洲转到美国,为保护环境和节省能源,活性炭用途已扩大到空气净化、废水处理、香烟滤嘴等方面。原料转向煤、石油。多层耙式炉、流动床炉等气体活化法逐步扩大,药品(氯化锌)活化法逐渐减少,再生技术提上日程,进入现代化工业水平。这时在美国活性炭的应用已遍及17个行业,如自来水、工业用水净化,气体净化、分离,溶剂回收,制糖等。

目前,美国是世界上较大的活性炭生产和使用国,年产量约16万t。其次是俄罗斯约8万t。日本随着工业的崛起,活性炭工业发展也很快,粉状炭从1950年的2000t增长到1970年的2万t,粒状炭从零增长到1.5万t,现达到6万余t。产活性炭的其他国家还有:荷兰(3万t)、德国(2万t)、法国(1.5万t)、意大利、南斯拉夫等。世界年总产量约70万t,贸易量约15万t。当前的趋势是:原料向价廉且能大量供给的如煤、石油沥青、纸浆废液方向发展;设备向大型连续、自动化方向发展,科研开发深入,新技术、新产品不断出现。

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