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国内活性炭应用的发展趋势
作者:管理员    发布于:2016-02-26 11:39:18    文字:【】【】【

  得到重点发展的一些领域,对我国活性炭行业的发展方向进行了初步探索。

  1活性炭的种类及特性1.1活性炭生产的材质用于活性炭生产的主要原材料可分为以下5大类:a植物性原料,如木材、锯末、果核、果壳、棉花秸、糠醛渣、蔗糖渣等;b矿物原料,如各种煤和石油残渣等;c各种废弃物,如动物的骨头和血,工业上废旧塑料、各种橡胶废品等;d合成纤维材料,如聚丙烯等;e有机纤维材料,如聚丙烯腈纤维、粘胶丝、沥青纤维等。

  根据生产所用的材质,目前国内主要的活性炭品种有木质活性炭、煤质活性炭、果壳活性炭和活性炭纤维等。

  1.2活性炭的吸附特性活性炭与炭黑、石墨一样同属不定型物质,但它有着自身的特点。活性炭的各种应用也主要是基于这些特性开发出来的。活性炭是疏水性非极性吸附剂,能选择性地吸附非极性物质。活化方法对活性炭的孔隙大小有很大的影响。孔径大小不同的孔隙,能吸附分子大小不同的物质。活性炭同时具有大量的微孔,因而比表面积很大,吸附力也大。影响活性炭选择性吸附的重要因素还有活性炭的表面化学性质。此外,由于其表面和表面化合物以及灰分等的作用,活性炭具有良好的催化活性。活性炭之所以能得以广泛使用,也归功于其稳定的化学性质。它能耐酸、耐碱、耐高温,不溶于水和其它溶剂,能在水溶液和许多溶剂中使用。活性炭的另一特性是它经使用失效后,可用各种方法再生,以多次用于生产。

  2活性炭的主要应用国内外活性炭的生产与应用都比较晚。

  欧美在20世纪初开始发展活性炭的生产1.我国的活性炭工业在20世纪50年代才真正建立起来,在70年代有较大的发展。在活性炭的应用上,20世纪70年代前,国内主要集中于糖用、药用和味精工业;20世纪80年代后,扩展到水处理和环保等行业;20世纪90年代,除以上领域外,扩大到溶剂回收、食品饮料提纯、空气净化、脱硫、载体、医药、黄金提取、半导体应用等领域2.回顾国内外活性炭的发展历程,活性炭的主要应用领域为:2.1活性炭在气(汽)相吸附中的应用2.1.1有毒或有害气体的防护。防毒面具、口罩和防护服是活性炭应用最早的形式。根据不同的环境状况,有的活性炭还需要经过化学药品的处理,添加不同的催化剂,以对有害气体进行有选择的吸附。

  2.1.2气(汽)体的净化、精制和分离。活性炭可用于空气净化和空气的氮、氧吸附分离和纯化;工业原料中硫化氢等杂质气体的去除;烟气中二氧化硫和氮氧化合物的去除。在一些化工企业中,运用活性炭来进行溶剂回收也得到了实际的应用。作为活性炭精制气体的主要应用,工业氢的度压分离和提纯,效果也较好。此外,空调、航天和深海潜艇工作环境的气体净化等都离不开活性炭。

  2.2活性炭在液相吸附中的应用2.2. 1食品工业中的应用。绝大多数甜味剂、调味品、油脂、饮料都可使用活性炭进行脱色精制,除去色素、胶质和其它杂质。

  在糖类制品中进行脱色精制,是活性炭在液相吸附中的最早应用。到目前为止,这方面的应用仍然是活性炭最广阔的市场之一。

  2.2. 2制药工业中的应用。所有人工合成和生物制药的原料药,尤其是西药都采用活性炭进行脱色精制。现己应用于工业的包括抗菌素、解热药、维生素、磺胺药、注射用针剂等。活性炭的主要作用是去除杂质、色素和热原等。

  2.23环保行业中的应用。活性炭在水质净化、废水处理、去除农药和病毒、防止大气污染等方面己发挥了作用。

  2.2. 4化学工业和其它工业中的应用。活性炭在石化工业中应用于油品精制、脱硫、脱臭。在无机化工和制药工业中应用于原料和医药制品的精制提纯。在冶金工业中特别是湿法冶金中应用于金、铂等贵金属的提取。

  在染织工业中的染料、媒染剂生产过程中也逐渐使用活性炭。

  2.3其它方面的应用2.3. 1作为催化剂和催化剂载体。活性炭作为接触催化剂可应用于各种异构化、聚合、氧化和卤化反应中。它也可以作为催化剂载体起助催化作用。

  2.3.2作为医药。活性炭可以作为外用药,用于治疗烂疮、化脓性创伤,也可以作为内服药治疗腹泻。由于活性炭能吸附病毒、细菌毒素、药物等,它还可以用来进行血液灌流,甚至治疗人的中毒等。

  2. 3.3在农业及其它行业,活性炭也有着一些用途。如作为农药的除毒剂、土壤改良剂,以及制作电极、电池等。

  3活性炭在我国市场的应用发展趋势根据国外发达国家的发展经验,结合目前市场发展的状况,预计在21世纪活性炭在国内市场的应用重点有以下几个方面:3. 1汽油炭将成为活性炭的重要品种随着社会的发展,机动车的数量不仅在我国,在全世界都将有很大的长。虽然在发达国家液化气汽车己经实用化,电动汽车(非现行电车)也正在应用试验阶段,但由于经济和技术的原因,估计相当长的时间内汽油车仍将占主导地位。可是汽油车的尾气排放对环保的污染影响极大。为消除燃油蒸发污染,世界各国汽车行业均为此而大伤脑筋。直到目前,还没有见到有更方便、更廉价的材料可以取代活性炭的报道。因此可以推测,汽油炭在汽车和加油站上的用量将与曰俱。面对庞大的汽车行业,如果所有汽油车普及安装炭罐并考虑失效炭罐的更换,世界市场汽油炭的年需要量将达到万吨以上。中国作为最大的汽车潜在消费市场,随着汽车逐步进入中国家庭,中国的汽油炭市场也将逐步扩大。要占领这个市场,汽油炭的品质需要进一步提高,尤其是要适应三元催化转换装置的要求。

  3.2活性炭在医药中的应用将会进一步的发展目前,欧美国家在药用活性炭的方面开展的工作较多。由于服用活性炭能强幼儿的抗病能力,俄罗斯己将每年春秋季服用活性炭作为幼儿园的常规保健措施。此外,活性炭去胆固醇能力强,可以作为心脏、心血管保健药。活性炭还是一种高效的胃肠道清洁剂,能有效地吸附消化道及人体内的残留农药、杀菌剂、重金属、二恶英、各种致病菌及其毒素、有损害人体健康或致病的废物等,而对人体无毒副作用。以活性炭为原料生产药品及其临床用药,一直是西方医药界很感兴趣的问题。1975年Dr.jayArena曾研究过用活性炭制作过所谓的广谱解毒剂。

  20世纪90年代中期以来,随着制剂工业和高分子材料工业的迅速发展,用高分子材料包膜制剂而成的微囊活性炭产品在国外己试制成功,并用于临床,不久将会大量推向市场。活性炭药品能清除胃肠道内所有的有害的物质和病原菌,被人形象地称为“人体胃肠道清洁剂”。随着人们生活质量的提高和保健意识的强,以及工业发展,环境污染,人们接触和吸入多种有害物质的机会加等,活性炭药品将会成为又一有效的排毒及保健治疗的常规主导消费药品,市场前景看好。在竞争国际化的今天,我国医药界和活性炭业界要生存、要发展,就将不得不注重这方面的开发研究。

  3.3活性炭将在环保中得到重要应用世界发达国家从20世纪70年代开始,环保逐渐成为活性炭的主要消费市场。到1994年美国用于环境保护的水处理和气体处理的活性炭占其当年总用量13X104t的6622%日本这两项的用量占当年总用量8.5父10*的75.41%.我国环境保护形势严峻,水处理、气体处理用活性炭还没有普及。如果中国的环保达到中等发达国家水平,其活性炭使用量估计不会少于10X104 t/a.根据国家卫生部门统计,我国有24%的人口在饮用水质不良的水,7亿人饮用超标准含细菌的水。仅今后5a我国就将投资7000多亿元用于生态建设和环境保护。

  活性炭在我国的环保行业虽己有使用,但是由于经济成本的因素,环保行业对活性炭的使用率仍很小。如果能围绕环境保护开拓活性炭的应用,特别是廉价的含炭吸附剂的制备和应用,我们相信,活性炭行业将同环保行业一样成为一个21世纪的“朝阳产业”。

  3.4食糖精制用活性炭仍有潜力可挖在发达国家,活性炭早在20世纪30 50年代就被制糖工业普遍用于糖的精制。

  我国是食糖生产和消费大国,据有关部门统计,每年的消费食糖在6X106t以上,产食糖在4X 106t.但是我国的制糖工业仍然多数采用落后的硫磺薰蒸的方法脱色精制。而用硫磺脱色存在食糖返色、易潮解结块的缺点,更重要的是残留在食糖中的硫会致癌。随着人们生活水平的提高和自我保护意识的加强,食糖的活性炭脱色迟早会到来。现在不少中外合资或独资的食品和饮料厂都己规定不能用硫脱色食糖。按照国外食糖精制的活性炭用量0.3%~1.0%计算我国食糖精制将每年最少需要1.2X104~4.0 X104t活性炭。当然,这块应用市场的开发仍需进一步的努力。

  3.5各种专用载体活性炭发展前景良好专用载体活性炭在日本、美国20世纪80年代就己投放市场,主要是在基炭上载持不同物质,用以除去空气中有毒有害物质。例如:在活性炭上载上氯化铜或氯化亚铜以吸附一氧化碳;载上各种碱或酸性物质以除去空气中的臭味等。这种制品用量很大,品种繁多,如日本的武田药业就有6个产品系列投放市场。

  4经济效益分析目前,世界活性炭的年产量约6 105t左右。1997年美洲(巴西、墨西哥、美105t,欧洲(比利时、法国、英国、荷兰)达1.124X105t,亚洲计3.01X105t.1997年中国活性炭生产总量达1.2X105t以上,占世界年产量的15%,当年出口量达到5.18X104t,平均价格为每吨660美元。据有关信息资料报道,1998年中国出口量加到1.004X105t,出口额达6.04亿美元;2000年中国活性炭出口量高105t,出口额高达6. 85亿美元。在进口数量上,1999年活性炭进口量为1904 5万t,进口额达558. 2万美元;2000年活性炭进口量加为2567.3万t进口额为727.1万美元。从这些数据可以看出,21世纪中国的活性炭行业仍然具有广阔的发展前景。但是,国内的活性炭工业必须注重研究活性炭的应用发展趋势,加强新技术开发,以促进整个活性炭行业的良好发展。

脚注信息
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