龚 建 平
中国林业科学研究院林产化学工业研究所 江苏南京 210042
摘要:在活性炭厂内设置氯化锌车间,氯化锌的生产过程采邓了新的工艺路线,既降低了生产成本,也起到了节能降耗、减少劳动强度、减少污染的作用，经济效益十分突出。
关键词：活性炭、氯化锌
化学法活性炭生产中，氯化锌是最主要的原料之一，也是生产成本中最大的一项，因而如何降低氯化锌的成本是各化学法活性炭厂至关重要的环节。针对这一关键点，我们结合了活性炭厂的具体情况研制了一种氯化锌生产的新工艺。新工艺较大的降低了氯化锌生产成本，优化了活性炭生产后处理系统，降低了活性炭的制造成本；通过废酸水的回用，也减少了活性炭生产的环境污染。在生产的实际应用中取得了良好的经济效益。
一、工艺过程
1. 化合反应：锌灰和盐酸发生反应生成氯化锌，此过程与以往氯化锌的生产方法无差异，但盐酸来源有变化，在此过程中，活性炭生产中排放的含酸废水将替代部分工业盐酸，含铁、钙镁的氯化锌老液也可进入这一流程。
2. 反应残余物中残锌的回收：锌灰的反应残渣中，仍有少量锌盐，用煮铁含酸废水加以回收。
3. 除铁及重金属：ZnCl2粗液中含有铁盐及金属，和以往氯化锌生产有所不同，由于在二次化合反应工序中加入了煮铁的废酸水和待处理的氯化锌老液，处理铁盐的负荷有所增加，但所增加的费用远低于所增加的利润值。
4. 浓缩：以往氯化锌的生产主要采用石墨蒸发炉或白瓷盆（土法）进行浓缩。但高温下石墨易于氧化损坏，需不定期地进行维修；而白瓷盆很易损坏，但总成本仍低于石墨浓缩炉。在浓缩过程中工作环境恶劣，温度高，气味刺激，由于过多地采用手工操作，高温氯化锌液体极易烫伤工人。尤其在夏季，工作环境使操作人员及难以忍受。为此我们开发了独特薄板浓缩技术，由于采用的是金属薄板，导热率大大提高，燃料消耗则大幅度降低，生产操作简单。在生产过程中，氯化锌溶液通过泵、高位槽配套进行管道输送，工人通过调节阀门即可，整个浓缩工段只需1人。生产量容易调节，设备投资费用低，几乎无无维修费用，生产中使用多年都不损坏。由于安装容易，传热效率高，可以利用活化炉的烟道尾气，燃料费用可进一步下降。
5. 氯化锌成品：氯化锌溶液浓缩至70°Be’即为成品。对于生产药用活性炭和工业炭的车间。70°Be’氯化锌气化可以直接使用了。而糖用炭生产线使用70°Be’的氯化锌易造成低度水增多，需作适当的调整。
二、氯化锌生产线和活性炭生产的配套
采用上述氯化锌生产工艺已能给企业带来较好的经济收效。但如能结合活性炭的生产过程做合理安排，则能使经济效益最大化。
氯化锌法活性炭在生产过程中，由于氯化锌的反复循环使用，各类杂质大量带进氯化锌溶液中。累积钙、镁元素形成假波美影响活性炭生产工艺的稳定性。增加铁元素增加了酸洗工段的负荷。虽然钙镁可用硫酸盐除去，但操作麻烦，影响生产；而氯化锌法生产中的铁则无法除去。将氯化锌的老液定期进入氯化锌生产线，此类问题即可轻易解决。由于氯化锌的纯净度提高，除铁工段用酸量、用汽量均大为降低，控制合理时，活性炭中铁盐经常在0.02%以下，并且废酸水还可进入氯化锌生产线加以利用，原来随酸水排放的残留氯化锌也被全部回收，既减少了污染又增加经济效益。
糖用炭生产所使用的氯化锌浓度在70°Be’时，易造成中度水过多。部分中度水进入氯化锌生产线，升高波美度并同时完成中度水的净化，除去其中的钙镁铁和重金属等杂质。
三、氯化锌生产线的主体设备简介
氯化锌生产线中主要由反应池、净化池、过滤器、薄板浓缩器、氯化锌原液池、成品槽构成。其中反应池和净化池同活性炭厂的回收池制造工艺要求相同。薄板浓缩器要根据活性炭厂内实际情况定做。制造材料很易从市场中采购，加工也不困难，高位槽一般用钢板内外贴玻璃钢防腐即可，成品池需承受一定温度，原料氯化锌和成品氯化锌的输送均由玻璃钢耐酸泵为动力完成。整个生产过程原料、成品都是管道化输送，既大大地减少了劳动力，也降低了劳动强度。原来氯化锌生产线中不可避免地会发生人为泼洒和高温氯化锌液化烫伤操作人员事件也从根本上杜绝。由于主体设备的制造均是活性炭厂的常用材料，因而设备费用也是很低的。
四、相对成本分析
活性炭厂配置氯化锌车间能节约以下的成本：
1. 煤的消耗下降。由于采用薄板浓缩，热效率大为提高，节约煤达到30%以上，如能将活化炉排出尾气的热能加以利用则不需用煤，此是氯化锌生产中的一项较大的成本。
2. 活性炭生产中的废酸被利用，节约了盐酸。同时原来随酸水一同排放的残余氯化锌也被回收，减少了对环境的污染。
3. 减少了包装和人力成本。由于是自产自用，管道化输送，特别是采用了新的浓缩技术，人力成本大为下降，也不需用包装物。
五、结论
活性炭厂设置本新技术构成的氯化锌生产线，有极大的经济优势，同时也优化了化学法活性炭的生产工艺，经过多年的生产验证，这的确是一条降低生产成本的有效途径。
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