【KX88页】【定稿】2011年活性炭行业研究报告_行业分析报告模版.doc文档模板下载
1、手机端页面文档仅支持阅读 15 页,超过 15 页的文档需使用电脑才能全文阅读。
其具有特殊的微晶结构孔隙发达比表面积巨大,因此被作为优良的吸附剂,具有物理吸附和化学吸附的双重特性,可以有选择的吸附液相和气相中的各种物质,以达到脱色精制消毒除臭和去污提纯等目的,已广泛应用于食品饮料医药水处理气体净化与回收化工冶炼国防农业等生产生活的方方面面。
近年来,随着经济的不断发展和人们生活水平的逐步提高,人们对食品药品饮用水的安全性纯净度等生存环境提出更高要求,活性炭的市场需求不断扩大。
按制造原料制造方法和外观形状等不同,活性炭分类如下除按上述分类外,活性炭还可根据应用领域进行分类。
由于活性炭广泛应用于几乎所有国民经济部门和人们的日常生活,而不同行业基于其吸附标的物所含杂质成分以及选用目的如脱色去味精制等的不同,对活性炭的孔隙大小吸附能力纯度等要求也不同,致使每行业逐渐形成相对固定规格等级的适用于本行业的专用活性炭产品,行业内往往以活性炭词语前冠以应用领域对活性炭进行命名,这也成为经常使用的约定俗成的活性炭分类方法,如糖用活性炭味精用活性炭净水用活性炭医药针剂用活性炭汽车用活性炭等等。
活性炭吸附的主要特点活性炭具有高度发达的孔隙结构巨大的比表面积及不同的表面基团,使其能与吸附介质充分接触,从而产生所特有的吸附性能。
活性炭利用多孔结构的吸附原理如下图所示与其他吸附剂相比,活性炭有如下特点属于非极性吸附剂,吸附对象范围广活性炭是疏水性的非极性吸附剂,因而特别适宜于气体或液体混合物中有机物的吸附回收。
这种独特的表面性质是由于活性炭表面具有氧化物基团和无机物杂质,这与其他大多数吸附剂是相反的,使其具有以下三个优点第,它是用于完成分离与净化过程唯不需要严格除去湿汽的工业吸附剂第二,它具有巨大的内表面,比其他吸附剂能吸附更多的非极性和弱极性有机分子第三,吸附热的强度般要比其他吸附剂低,吸附分子的解吸较容易,而且吸附再生时的能耗也比较低。
因此与其他吸附剂如硅胶矾土类吸附剂相比,活性炭的吸附对象更多,应用领域更广。
可通过孔隙调节优化吸附效果活性炭的吸附功能主要是通过活性炭的吸附孔隙实现,这些孔隙是在活化过程中基本微晶之间的空间清除各种含碳化合物无序碳和微晶结构中部分碳所产生空隙,通常分为微孔中孔和大孔孔隙。
般来说,活性炭微孔孔隙的容积只有,孔隙数量约为,万个,全部微孔表面积约为,。
活性炭吸附功能的强弱首先与其比表面积大小有关,般来说比表面积大,吸附能力大。
而比表面积相同的活性炭,吸附能力不定相同,这是由于它们的孔隙形状孔径分布表面化学性质及灰分存在差别。
最理想的活性炭是具有大量恰好稍大于吸附物分子的孔,孔太小,吸附物质进不去孔太大,则单位体积的表面积减少。
活性炭生产企业可以根据被吸附对象的分子的大小,有针对性地进行特殊孔径调节处理,达到最好的配对吸附效果。
活性炭的性质稳定活性炭的主要成分是碳,化学性质非常稳定,能耐酸碱,所以能在比较大酸碱度范围内使用活性炭不溶于水和其他溶剂,所以能在水溶液和许多溶剂中使用活性炭能经受高温和高压的作用。
活性炭可再生循环利用属性活性炭经脱色或吸附饱和,其内部的孔隙结构被吸附质堵塞后,可通过物理化学或生物化学等方法对吸附饱和后失去活性的炭进行处理,恢复其吸附性能,从而实现活性炭的再生循环利用。
活性炭的应用领域活性炭作为有着发达孔隙结构巨大比表面积和优良的吸附性能的含碳物质,其所具有的吸附功能是其他物质所不可替代的。
自从上世纪初问世以来,活性炭的应用领域随着人们对其研究的不断深入而日益扩展,应用数量也不断递增。
活性炭最广泛最传统的应用领域是作为吸附剂使用,其具体应用领域包括了食品工业制药工业饮用水水净化废水处理气体净化化工冶炼等多个应用领域,从大类来讲,可分为液相吸附用和气相吸附用。
同时活性炭也经常被作为催化剂及催化剂载体进行应用此外,活性炭近年来也被开发成为高能量密度物质和电力能源的储存介质,在天然气吸附电能存储等多个新兴领域得到应用。
虽然从理论上讲,含碳元素较高的材料均可以作为活性炭的原料,但是在诸多材料中,只有木质活性炭和煤质活性炭能够大规模地进行工业化生产和应用。
木质活性炭与煤质活性炭在应用领域上的比较如前所述,木质活性炭是由锯末果壳等林产三剩物为原料制造的活性炭产品,煤质活性炭是由煤炭为原料制造的活性炭产品。
由于生产原料不同,木质活性炭与煤质活性炭在生产工艺技术特点产品特性等诸多方面存在不同,从而影响到应用领域也相对有所区分,具体来讲在液相吸附领域煤质活性炭含有的重金属和灰分较大,产品纯度相对较低,并且由于主要采用物理法生产,孔隙主要为微孔,适宜小分子吸附,应用范围相对较窄,般被用于液相吸附中的石化冶金印染污水处理等工业领域而木质活性炭的灰分低杂质少易提纯,化学法生产工艺下容易调整活性炭的孔隙分布结构,微孔中孔均发达,应用广泛,尤其在食品饮料医药等对吸附性能要求较高对产品安全性要求较高的领域应用是煤质活性炭无法替代的。
在气相吸附领域煤质活性炭的产品强度较大且便于回收利用,因而经常被用作气相吸附木质活性炭强度较低,传统上不用于气相吸附,但是,随着技术的进步和生产工艺的改进,木质活性炭的应用目前也已经扩大至些新兴的气相吸附领域如油气回收,家用空气净化等,并且随着人们对健康环保重视程度的提高,其在气相吸附领域的应用空间将进步增长。
从长期趋势来看原煤资源是不可再生的,煤质活性炭资源有限且生产过程中大量增加二氧化碳排放量,因此产品价格受原料及环保成本推动呈上涨趋势而木质活性炭因主要原料为林产三剩物,可再生利用,且价格因技术进步可望趋于相对下降,因此木质活性炭的长期竞争优势高于煤质活性炭。
木质活性炭与煤质活性炭在生产工艺技术特点产品特性等诸多方面存在不同,因此从行业上看,二者分属不同的工业领域,前者属于林产化工行业,后者属于煤化工行业。
同时,由于煤质活性炭和木质活性炭在下游应用领域的不同,下游客户与煤质活性炭生产企业也各不相同,下游用户主要集中食品饮料医药等领域,而煤质活性炭生产企业的客户集中在化工印染污水处理等工业领域。
活性炭在液相吸附方面的应用活性炭表面呈疏水性这基本性质,使它能从水中吸附各种物质,从而在水溶液净化中得到广泛应用。
活性炭在液相吸附方面的应用根据其功能不同,大致上可分为类精制在以有效成分或成分组为主的液体中,将所含的无效成分或有害成分组通过活性炭表面吸附除去,以提高液体的价值,或经后处理工序,使所得最终产品的价值提高。
回收或捕集从由几种成分组成的液体中,将有效成分或成分组及附于活性炭中,作为更浓或更纯的状态解吸而利用或再使用。
分离将几种成分所组成的液体,利用活性炭的吸附作用分成不同的成分或成分组,以提高各部分的价值。
活性炭在液相吸附方面的各具体应用领域如下食品饮料工业活性炭在食品饮料工业中具有脱色脱臭除去胶体提高结晶增强稳定性调香以及有效物质再回收利用等多种功用,因此被广泛应用于制糖乳制品酿造食用油以及食品添加剂等食品饮料工业中的各个领域。
由于木质活性炭灰分低杂质少纯度高,目前国内食品饮料工业所需活性炭主要以磷酸法木质粉状活性炭为主。
活性炭在食品饮料工业中的应用领域及精制
