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活性炭工業(yè)歷史與現(xiàn)狀

2021-10-26 產(chǎn)品知識

活性炭是在木炭用于糖液脫色精制的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。人類生產(chǎn)和使用木炭的歷史悠久,除做燃料和冶煉用外,在公元前1550年埃及就用于醫(yī)藥,公元前2世紀(jì)印度用于濾水,我們的祖先用木炭重量變化來測量空氣的濕度,長沙馬王堆出土的漢墓木槨用木炭來吸潮、防腐,明朝李時珍在《本草綱目》中記述果核煅炭可治療腹瀉和腸胃病。到中世紀(jì),開始把木炭用于糖液脫色精制,以后發(fā)現(xiàn)骨炭有更大的脫色力,從19世紀(jì)中葉開始研究“用量少、效果好”的脫色吸附劑,活化炭的研究走上了軌道,于是在本世紀(jì)初歐洲誕生了活性炭工業(yè)。有學(xué)者提出,把活性炭工業(yè)的建立和發(fā)展分為四個時期:

(1)工業(yè)化前(1900年以前)。如上所述,為了尋找用量少效果好的吸附劑,這時期人們進(jìn)行了許多活化研究。如研究燜燒、過熱水蒸汽活化、過熱水蒸汽和空氣并用等。1856年已有用麥粉、焦油和MgCO3混合加熱制脫色炭的,1868年開始用紙廠廢物拌和磷酸燒制脫色炭。但這些都是在實驗室里完成的,而工業(yè)化設(shè)備、材料、工程理論問題沒能得到解決。

(2)工業(yè)生產(chǎn)出現(xiàn)(1900-1925年)。1900-1901年奧斯特雷專科(OSTREJKO)發(fā)明了金屬氯化物和植物原料混合和在較高溫度下用CO2作用來制造活性炭的兩項專利。1909年以木炭為原料用氣體法在歐洲開始生產(chǎn)粉狀活性炭,1911年荷蘭NORET炭出售(后成為有名的糖用炭),從此開始了氣體法和藥品法的兩大類方法的工業(yè)生產(chǎn)。一次世界大戰(zhàn)中活性炭在防毒而具上的應(yīng)用,活性炭作為軍需品得到了急制的發(fā)展。理論研究也隨之開始。

(3)成長期(1925-1950年),20年代初在歐洲,活性炭的用途已擴(kuò)大到礦物油、植物油和化學(xué)藥品的精制,形成壟斷企業(yè),競爭激烈。1926年以后,活性炭制法研究集中在荷蘭,而理論方面研究集中在德國。1929年以后,在美國開始把粉狀活性炭用于水處理(每年2000-3000t)。這時原料使用相當(dāng)廣泛,擴(kuò)展到果殼、核、泥煤等。活化方法也多種多樣,理論研究進(jìn)一步深化。

(4)新發(fā)展期(1950-1975年)。二次世界大戰(zhàn)后,活性炭工業(yè)的方向已從歐洲轉(zhuǎn)到美國,為保護(hù)環(huán)境和節(jié)省能源,活性炭用途已擴(kuò)大到空氣凈化、廢水處理、香煙濾嘴等方面。原料轉(zhuǎn)向煤、石油。多層耙式爐、流動床爐等氣體活化法逐步擴(kuò)大,藥品(氯化鋅)活化法逐漸減少,再生技術(shù)提上日程,進(jìn)入現(xiàn)代化工業(yè)水平。這時在美國活性炭的應(yīng)用已遍及17個行業(yè),如自來水、工業(yè)用水凈化,氣體凈化、分離,溶劑回收,制糖等。

目前,美國是世界上較大的活性炭生產(chǎn)和使用國,年產(chǎn)量約16萬t。其次是俄羅斯約8萬t。日本隨著工業(yè)的崛起,活性炭工業(yè)發(fā)展也很快,粉狀炭從1950年的2000t增長到1970年的2萬t,粒狀炭從零增長到1.5萬t,現(xiàn)達(dá)到6萬余t。產(chǎn)活性炭的其他國家還有:荷蘭(3萬t)、德國(2萬t)、法國(1.5萬t)、意大利、南斯拉夫等。世界年總產(chǎn)量約70萬t,貿(mào)易量約15萬t。當(dāng)前的趨勢是:原料向價廉且能大量供給的如煤、石油瀝青、紙漿廢液方向發(fā)展;設(shè)備向大型連續(xù)、自動化方向發(fā)展,科研開發(fā)深入,新技術(shù)、新產(chǎn)品不斷出現(xiàn)。

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