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活性炭生产新工艺 |
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newmaker 来源：Ringer |
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活性炭在净化和过滤工艺中被广泛用作吸附剂。但是，传统的制备方法可能会由于温室气体的释放而对环境造成不利影响。Eurocarb Products公司的KC Perera在本文所介绍的斯里兰卡的一个新项目，在确保活性炭供给的同时，大大减轻了制造过程对环境的影响。
生产活性炭的主要原材料是木炭和燃油。木炭的来源之一是椰子壳，Haycarb公司是椰壳活性炭的领先供应商。Eurocarb Products是Haycarb公司的欧洲子公司，该公司在斯里兰卡Badalgama开发的Recogen项目是一种完全自动化的工艺过程，可以用椰子壳来生产木炭并发电。这一工艺旨在替代传统的坑式烧炭方法，减轻对环境的不利影响。
活性炭
活性炭也被称作活性木炭或活性煤，是一种多孔形式的碳，在净化和过滤工艺中广泛用作吸附剂。椰壳活性炭已应用在许多行业中，例如滤水器、呼吸器、溶剂回收和金矿开采。
除了椰子壳，活性炭还可以采用其他多种含碳的原材料制备，包括煤、泥煤和木材。采用不同的生产工艺，不同的原材料在最终的产品中会呈现出不同的内在特性，这主要是由产品的孔隙率造成的。
颗粒状的椰壳活性炭
椰壳是一种可再生的可持续的且容易获取的活性炭原材料
椰壳活性炭具有非常高的孔隙率，在去除小型有机化合物和低沸点化学品方面，比用煤制成的活性炭性能更优异，因而成为滤水器和呼吸器的首选材料。另一方面，煤基活性炭具有大量的中等的和大型的微孔，适用于染料的去除。虽然原材料的性能各自不同，但对于特定的应用需求，不同原料制成的活性炭有时还是会具有一些相同的性能。
椰子壳比煤基和泥煤基材料更加环保，是一种可再生的容易获取的材料。无需开采或挖掘不可再生的化石燃料资源，例如煤或泥煤。但是，尽管活性炭在溶剂回收、污水控制中广泛用于去除污染物和其他副产物，但其生产方式并不是非常环保的。
活性炭的生产
活性炭的生产通常包括三个步骤：预活化、活化和后活化。
◆预活化是在活化之前进行质量的检查以及材料的筛选。此时的材料被称作入窑生料。
◆活化过程中，木炭入窑料会转变成活性炭。Haycarb公司专门采用蒸汽活化法制备活性炭，椰壳木炭要承受特别设计的窑炉内的高温蒸汽。其他制造方法还包括：化学活化，但这种方法需要使用大量的酸。
◆最后的后活化过程就是检查窑炉生产出的材料的质量参数。然后还要进行进一步的筛选和其他特殊的处理过程，例如清洗（灰烬/杂质的去除）、消磁和浸渍，以满足特定的应用需求。
炭化
任何含碳材料在转变为活性炭之前，首先必须进行炭化，也称为碳化。炭化可以采用高温热解（通常用于椰壳的炭化）来实现，也可以作为化学活化工艺的一部分。
在化学活化工艺中，要使用大量的酸，在废弃物排放过程中，这可能会对环境造成永久的破坏。
椰壳可以采用一种不需要酸的方法通过热解作用转变为碳。但是，在椰子的生产国，椰壳烧炭是一种传统的作坊式产业，在大多数情况下，椰壳都是通过一种坑式烧炭的工艺转变为木炭。这是一种非常直接的方法，即将椰壳放到一个较宽且浅的坑内，再覆盖上一层木炭粉，然后在氧气条件下烧制。这是一种历史悠久的传统椰壳炭生产方法，可以在许多种植椰子的地区看到。最终生成的炭出售给活性炭生产商，经过质量检测后，用于活性炭的生产。
一些制造商为了减少预活化过程，可能会直接从木炭制造者手中购买预先筛选过的材料，从而降低质量控制的成本。但这可能会导致产品的质量问题，因为坑式木炭制造者通常是按重量出售木炭的。例如，未筛选出的沙子等杂质在高温条件下，可能会转变成玻璃态的物质，使得最终产品不适用于饮料和食品相关的领域之中。
烧炭坑
新工艺的需求
这一工艺的问题就在于坑式烧炭法本身。因为这种方法的制备条件比较难控制，而且会释放大量的温室气体，例如甲烷、各种有机挥发物。据统计，2007年在斯里兰卡，采用坑式烧炭生产5.5万吨木炭的过程中，大约有13万吨甲烷和其他气体/蒸汽被释放到大气中。因此这种方法受到越来越多的质疑和调查，而且可能会被禁止使用。
Recogen工艺
为了应对环境问题，Eurocarb的母公司Haycarb在斯里兰卡Badalgama开展了一个名为Recogen的项目。Recogen是一种专利的机械化工艺，采用一种专门设计的反应器将椰壳炭化。原来会释放到大气中的气体会被收集起来并燃烧，以产生蒸汽从而发电。这一项目目前仍处于初级阶段，每年可生产大约2.6万吨木炭，输出6 MW的电量。
传统的坑式椰壳烧炭法会对环境造成不利影响
Recogen与Haycarb的传统生产工艺具有非常大的区别，可以使制造商回到供应链上游，充分控制木炭的生产参数，从而控制产品质量。因此，在客户制定新的活性炭规格时，研发团队可以将这些要求结合到供给料中，而不必依赖传统坑式烧炭的原材料。
该项目是作为母集团的一个子公司来运营的，通过向活性炭制造商供应木炭材料以及为国家电网供电，已实现自给自足。
此外，Recogen已得到《联合国气候变化框架公约》清洁发展机制的认可，获得了碳信用交易权。在清洁发展机制下，发展中国家减少排放或消除排放的项目可以获得一定的减排信用额，每个信用额等于1吨二氧化碳。这些信用额可以用来交易，工业化国家可以使用（购买）它们，以满足京都议定书规定的排放目标。
虽然Recogen工艺仍未成熟，但每年已经能够产生4.6万的碳信用额（相当于减少4.6万吨的二氧化碳排放）。对于许多努力减少碳排放的公司来说，Recogen项目有着积极的作用，而且将来能够出售这些碳信用。Haycarb希望通过Recogen项目的扩大和新技术的进一步研发，来巩固其对于绿色技术的承诺，以减少在过滤和分离行业占有重要地位的活性炭产品对于环境的影响。
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(8/6/2010) |
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