活性炭生產(chǎn)工藝簡介-在線瀏覽
2025-02-17 14:48本頁面
【正文】 難以大幅度提高活性炭的吸附性能，只能在一定范圍內(nèi)改善活性炭的吸附性能，降低生產(chǎn)成本。 黏合劑的要求 ? ① 含碳量高，熱解時析焦率高，最后能夠構(gòu)成活性炭本身的一部分，起到骨架作用。 ? ③ 具有粘結(jié)性，在工藝過程中能使基質(zhì)結(jié)合成整體顆粒，并賦予較高的機械強度。以上最重要的是浸潤作用和黏結(jié)作用。 ? 我們采用煤焦油作為黏合劑，要求其瀝青含量 ≥50% 、水分≤5% 、粘度要好。 原料煤的粉碎（ 200目， 95%通過） ? 磨粉的目的是為了將煤進行預(yù)氧化處理，增加其表面積，易于活化。煤的氧化降低了煤受熱的流動性，提高了炭化物的微孔容積，煤的預(yù)氧化使得制備的炭化料具有極高的微孔，有利于制備優(yōu)質(zhì)活性炭。 物料磨粉過程 ? 物料由提升機送至儲料斗，再經(jīng)振動給料機將物料均勻定量連續(xù)地送入主機磨室內(nèi)進行研磨，粉磨后的粉子被風機氣流帶走，經(jīng)選粉機進行分級，符合細度的粉子隨氣流進入大旋風收集器內(nèi)，進行分離收集，再經(jīng)出粉管排出即為成品粉子。本機整個氣流系統(tǒng)是密閉循環(huán)的，并且是在負壓狀態(tài)下循環(huán)流動的。為此通過調(diào)整風機和主機間的排氣管來達到氣流平衡的目的。 混捏 ? 混捏的目的是使固相的煤粉與液相的煤焦油充分的混合，賦予混合料以塑性和流動性，使煤粉的細小顆粒充分地、均勻地被煤焦油充填和包裹，煤瀝青在經(jīng)過炭化后形成炭骨架。目前本公司用于活性炭制造的擠壓成型設(shè)備為借高壓液體介質(zhì)進入柱塞液壓缸推動柱塞對煤膏加壓的立式液壓機 。 ? 單缸油壓機（二分區(qū)）的裝料與壓制是間歇式進行的，料缸裝滿煤膏后再加壓，沒有預(yù)壓裝置，煤膏受壓時間短。 ? 雙缸液壓成型機（一分區(qū)）的裝料和壓制可以分別在兩個缸內(nèi)同時進行，某一個缸在裝料預(yù)壓時，另一個缸則對煤膏加壓，煤膏受壓時間長，壓出條密度大，操作易實現(xiàn)自動化。 炭化 ? 炭化是活性炭制造過程中的主要熱處理工序之一，炭化過程中大部分非炭元素 — 氫和氧因原料的高溫分解首先以氣體形式被排除，而獲釋的元素碳原子則組合成通稱為基本石墨微晶的有序結(jié)晶生成物。炭化是指在低溫下（ 500℃ 左右）煤及煤瀝青的熱分解、固化以及煤焦油中低分子物質(zhì)的揮發(fā)。 炭化溫度 ? 炭化溫度直接影響炭化料的孔隙結(jié)構(gòu)和強度。 ? 將無煙煤加熱，其炭化產(chǎn)物中易石墨化成分占主導(dǎo)地位，無煙煤對炭化終溫非常敏感，當溫度升高時就開始收縮，結(jié)果造成在炭化初始階段形成的微孔容積大幅度降低。 ? 炭化溫度對炭化料初始孔隙的形成影響很大，按照炭化過程中溫度的影響，太西煤質(zhì)的炭化料炭化的升溫速度應(yīng)控制在 1520℃/min 范圍內(nèi)。降低升溫速率時，物料在低溫區(qū)受熱時間長，熱解反應(yīng)的選擇性較強，初期熱解使物料分子中較弱的鍵斷開，發(fā)生了平行的和順序的熱縮聚反應(yīng)，形成具有較高熱穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)，從而減少高溫熱解析出物的揮發(fā)分產(chǎn)率，獲得更高的固體炭化產(chǎn)物（即炭化料）產(chǎn)率。炭化最終溫度實際是出料口的溫度，這個溫度最終影響炭化料的質(zhì)量。 內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐炭化工藝流程 炭化工藝流程 ? （ 1）物料流程：成型顆粒經(jīng)運輸機提升直接加入回轉(zhuǎn)爐的加料室內(nèi)，借助重力作用落入滾筒內(nèi)，沿著滾筒內(nèi)螺旋運動被帶到抄板上，靠筒體的坡度和轉(zhuǎn)動物料由爐尾向爐頭方向移動。 ? （ 2）氣體流程：爐尾尾氣在燃燒室中燃燒后，一部分尾氣返回到爐頭，進入滾筒與逆流而來的炭粒直接接觸進行炭化；另外一部分進入余熱鍋爐進行換熱，換熱后的煙道氣從煙筒排出。 活化 ? 賦予炭顆?；钚?，使炭形成多孔的微晶結(jié)構(gòu)，具有發(fā)達的表面積的過程稱為活化過程。藥品有 ZnCl2,H3PO4,K2SO4及 K2S等。由物理活化法特別是用水蒸氣活化制成的產(chǎn)品，微孔發(fā)達，對氣相物質(zhì)有很好的吸附力，當然也可以通過控制炭的活化程度而用于液相吸附；由化學藥品活化法制得的活性炭次微孔發(fā)達，多用于液相吸附。 ? 活化反應(yīng)通過以下三個階段最終達到活化造孔的目的： ? 第一階段：開放原來的閉塞孔。 ? 第二階段：擴大原有孔隙。 ? 第三階段 :形成新的孔隙。同時，隨著活化反應(yīng)的不斷進行，新的活性位暴露于微晶表面，于是這些新的活性點又能同活化氣體進行反應(yīng)。 ? 隨著活化反應(yīng)的進行，孔隙不斷擴大，相鄰微孔之間的孔壁被完全燒失而形成較大孔隙，導(dǎo)致中孔和大孔孔容的增加，從而形成了活性炭大孔、中孔和微孔相連接的孔隙結(jié)構(gòu)，具有發(fā)達的比表面積。從上表中可以看出空氣、水蒸氣和二氧化碳活化的相對速度對比。由于水蒸氣能充分地擴散到炭的微孔內(nèi)，使活化反應(yīng)能在整個炭顆粒內(nèi)均勻進行，所以得到比表面積大、吸附能力強的活性炭。 ? （ 2） 原料煤性質(zhì)的影響 ? 不同的煤種，含碳量、含氧量、含氫量不同，灰分、揮發(fā)分不同，煤化學結(jié)構(gòu)不同，炭化后得到的半焦特性也不同。因此，原料煤不同，選用的活化生產(chǎn)工藝略有不同。 ? (3) 炭化溫度的影響 ? 煤的炭化溫度直接影響炭化料的孔隙結(jié)構(gòu)和強度，即影響半焦的性質(zhì)，尤其是最終溫度。 ? (4) 活化溫度的影響 ? 活化是炭和活化劑在高溫下進行的反應(yīng)。在不同的活化溫度下，生產(chǎn)的活性炭孔結(jié)構(gòu)不同。一般水蒸氣活化法的活化溫度控制在 800950℃ ，煙道氣的活化溫度控制在 900950℃ ，空氣的活化溫度控制在 600℃ 左右。 ? (5) 活化劑流速及濃度的影響 ? 活化劑的流速大，它與炭反應(yīng)速率增加，使燒失率增加，產(chǎn)生不均勻活化，導(dǎo)致微孔減少。 ? 下表是水蒸氣用量與活化時間的關(guān)系。經(jīng)過試驗數(shù)據(jù)，活化溫度在 850℃ 增加到 930℃ 時，CO2的濃度可提高一倍。 ? (6)炭化料灰分的影響 ? 炭化料中無機成分在炭化和活化過程中，大部分轉(zhuǎn)化為灰分，它是影響活性炭強度主要因素，在灰分
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