摘要：對(duì)現(xiàn)階段全國粉末狀木質(zhì)活性炭廠家的生產(chǎn)方法和工藝進(jìn)行了闡述，對(duì)目前原料缺乏提出了替代原料，并對(duì)新型原料的生產(chǎn)工藝進(jìn)行論述。另外，還對(duì)環(huán)保有利的新工藝進(jìn)行了探索。
進(jìn)入21世紀(jì)，特別是加入WTO，中國的經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，作為食品、醫(yī)療、衛(wèi)生、紡織、環(huán)保等行業(yè)所用的吸附脫色劑活性炭的需求，也隨之有較大的增加。目前我國生產(chǎn)活性炭的廠家有20余家，年總產(chǎn)量達(dá)16萬噸左右。
活性炭制品的分類有許多種方法，就用途不同，可分為粉末狀和顆粒狀，顆粒狀又分為定型炭和非定型炭。由生產(chǎn)的工藝不同，可分為物理法活性炭和化學(xué)法活性炭。而生產(chǎn)的原料不同又可分為木質(zhì)炭和煤質(zhì)炭。木材質(zhì)地松 軟，組織細(xì)胞壁內(nèi)空間較大，在生產(chǎn)木質(zhì)活性炭過程中，活化劑可輕松均勻進(jìn)入木質(zhì)細(xì)胞內(nèi)，增加了反應(yīng)界面， 這種工藝生產(chǎn)出的活性炭的吸附性脫色性很大。所以木質(zhì)法生產(chǎn)出的木質(zhì)活性炭，其性能優(yōu)越又無毒，被廣泛應(yīng) 用于環(huán)保、發(fā)酵、除色、除味、食品、制糖等領(lǐng)域。
1 粉末狀木質(zhì)活性炭生產(chǎn)方法
1.1 物理木質(zhì)活性炭制作原理及工藝
1.1.1 原理
高溫水蒸氣對(duì)炭化木質(zhì)進(jìn)行活化。其化學(xué)反應(yīng)方程式：
H2O（氣）+Cx→（900℃）H2+CO+（X-1）CX
1.1.2 工藝
首先將木質(zhì)高溫下炭化，取出后粉碎成直徑5~25mm的小塊。然后用高溫水蒸氣在活化爐中進(jìn)行活化。
高溫水蒸氣從活化爐上端導(dǎo)入，待活化反應(yīng)完成后，成品活性炭從反應(yīng)活化爐底部取出。高溫下的炭化反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，在開始的炭化過程中需要加溫，使整個(gè)活化爐中的溫度不低于800℃，反應(yīng)進(jìn)行中所產(chǎn)生的氫氣和一氧化碳燃燒后均放出熱量。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由炭化反應(yīng)釋放出氫氣和一氧化碳燃燒后放出的熱量足以補(bǔ)充該反應(yīng)所需的熱量，使活化爐中的溫度保持在800~900℃之間，這樣在不加熱的情況下，能使活化反應(yīng)正常進(jìn)行。
1.2 化學(xué)法粉末狀木質(zhì)活性炭
1.2.1 原理
氯化鋅具有脫水作用，當(dāng)氯化鋅溶液浸入木質(zhì)原料纖維中，將木質(zhì)組織細(xì)胞中的氫、氧元素以水分子的形式脫出，當(dāng)木質(zhì)中的水分子全部脫出后，木質(zhì)被活化為木質(zhì)活性炭。
1.2.2 工藝
將木質(zhì)粉碎成木屑并烘干待用，將工業(yè)純的氯化鋅制成PH為4.6~6.6的水溶液，按木質(zhì)與氯化鋅溶液的1:4的比例加入到混合槽中，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蠓胖?0分鐘以上。這樣可使氯化鋅溶液完全浸入木質(zhì)纖維細(xì)胞內(nèi)，為充分活化提供條件。
用高溫水蒸氣（500℃±50℃）從炭化爐底端吹入炭化爐中，同時(shí)將放置的混料從炭化爐的上端加入，為增加高溫水蒸氣與混料反應(yīng)界面，使木質(zhì)充分炭化，炭化爐可選用回轉(zhuǎn)式炭化爐。
此活化反應(yīng)后，除作為活化劑的氯化鋅和木質(zhì)活性炭產(chǎn)品外，還有由化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的氧化鋅和氫氧化鋅，可用稀鹽酸將氧化鋅和氫氧化鋅還原成氯化鋅，氯化鋅可重新作為炭化劑加入到下一次炭活化反應(yīng)中。化學(xué)反應(yīng)如下：
ZnO+ZHCl=ZnCl2+H2O
Zn(OH)2+2HCl2-ZnCl2+2H2O
2 現(xiàn)階段粉末狀木質(zhì)活性炭原料及制作工藝技術(shù)的趨勢(shì)
2.1 原料的替代
近十幾年，由于水土流失，森林大火頻發(fā)，木材資源急劇減少，國家也對(duì)森林保護(hù)制定的相應(yīng)的限采法律。但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，木質(zhì)活性炭的需求逐年增加，現(xiàn)用農(nóng)作物外殼及秸桿作為制作木質(zhì)活性炭的原料工藝已趨成熟。
2.2 工藝的改進(jìn)
現(xiàn)在人們的保護(hù)意識(shí)增加，環(huán)保部門對(duì)企業(yè)制定了排污標(biāo)準(zhǔn)。治理排污的費(fèi)用對(duì)企業(yè)也是很重的負(fù)擔(dān)，尋求一種沒有污染或相對(duì)污染小的活化劑代替現(xiàn)用作為活化劑的氯化鋅是解決此問題的好方法。用磷酸、硫酸等作為活化劑替代氯化鋅的試驗(yàn)已在實(shí)驗(yàn)室中完成，如中式成功便可用于企業(yè)的生產(chǎn)中。
另外，沒有污染的物理法活性炭的工藝也被環(huán)保部門推薦，一些生產(chǎn)廠家現(xiàn)也有改用此工藝生產(chǎn)木質(zhì)活性炭，據(jù)報(bào)導(dǎo)，一些先進(jìn)的沒有污染的流態(tài)化工藝及輻射工藝的研究也有了新的進(jìn)展。
3 結(jié)束語
活性炭的原料替代及沒有污染的生產(chǎn)工藝、制作設(shè)備的更新都有了較大的改進(jìn)。先進(jìn)的生產(chǎn)工藝既可減少對(duì)環(huán)境的污染，節(jié)約原料成本，同時(shí)也能增加生產(chǎn)的效率。今后還需廣大科學(xué)工作者繼續(xù)努力，力求守善，為中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。