煤质活性炭生产工艺及设备

　　根据不同的生产工艺，煤质活性炭生产过程主要包括备煤屯成型、炭化、活化、成品处理5个过程，涉及的主要设备包括原料煤的破碎设备、磨粉设备、捏合和混合设备、成型设备、炭化设备、活化设备、成品处理设备等，下面分别进行论述。

备煤设备

　　备煤是煤质活性炭生产的第一道工序，原料煤经备煤处理后以合适的几何形状进行生产，才能保证成品活性炭具有合适的吸附能力和外观。备煤包括原料煤破碎、筛分、磨粉等过程，原煤破碎活性炭工艺中可将原料煤破碎、筛分至合适粒度后不经磨粉直接进行炭化生产，而成型活性炭和粉状活性炭工艺在将原料煤破碎后还需进行磨粉。

　　生产工艺、生产设备落后 目前国内大部分煤质活性炭企业的生产工艺比较落后，主要通过单种煤来进行生产，产品质量对原料煤依靠严重。生产设备的生产能力普遍较小，自动化程度较低，不利于大规模、连续化生产。

　　同时，由于活性炭生产对原料要求比较高，目前只有少数煤种能完全满足生产要求，因此，随着我国煤炭行业的整顿，煤炭资源集中化程度的提高，活性炭生产将会逐渐转移到少数大型活性炭生产企业，活性炭企业规模扩大，但生产企业将大幅度减少，从而改变目前这种市场竞争无序的状况。

　　化工生产中用于原材料破碎的设备种类很多，但由于粒度要求、规模大小、造价高低等因素的影响，在煤质活性炭生产中用于原煤破碎的设备主要为颚式破碎机、对辊破碎机、锤式破碎机等。

破碎设备

　　颚式破碎机是一种广泛应用于选矿、建筑材料、硅酸盐和陶瓷等行业的破碎设备，具有破碎比大、产品粒度均匀、结构简单、工作可靠、维修简便、运营费用经济等特点，是煤质活性炭生产中常用的破碎设备，主要应用于较大粒度原料煤的破碎。额式破碎机主要由机体、固定及活动颚板、连杆、下支杆等部分组成，破碎过程应用的是挤压力和剪力，其工作原理是:电动机驱动皮带和皮带轮，通过偏心轴使动颗上下运动，当动领上升时肘板与动颚间夹角变大，从而推动动颚板向固定颚板接近，与其同时物料被压碎或劈碎，达到破碎的目的；当动颚下行时，肘板与动颚夹角变小，动顺板在拉杆和弹簧的作用下，离开固定颗板，此时已破碎物料从破碎腔下口排出。随着电动机连续转动而破碎机动颚作周期运动压碎和排泄物料，实现批量生产。

　　对辊式破碎机也叫双辊破碎机或辊式破碎机，适用于各种中等硬度以下的各种物料，在活性炭生产中主要用于中碎和细碎，具有结构简单、排料粒度调节灵活、性能稳定等特点。对辊破碎机主要部件是两个相对旋转的轧辊(某些型号轧棍表面带有齿状抓钉)，加人的物料在轧辊的挤压、剪切作用下破碎。两个轧辊一个固定，另一个是活动的，保证了轧辊之间的距离能够调节，可以控制产品的粒度。

　　锤式破碎机适用于破碎各种脆性材料，具有结构简单，破碎比大，生产效率高等特点，可作干、湿两种形式破碎，适用于中等硬度及脆性物料的细碎，主要用于原料煤的中碎和细碎。锤式破碎机的主要工作部件为带有锤子(又称锤头)的转子。电动机带动转子在破碎腔内高速旋转，物料自上部给料口给人机内，受高速运动的锤子的打击、冲击、剪切、研磨作用而粉碎。在转子下部，设有筛板，粉碎物料中小于筛孔尺寸的粒级通过筛板排出，大于筛孔尺寸的粗粒级阻留在筛板上继续受到锤子的打击和研磨，最后通过筛板排出机外。

磨粉设备

　　可用于物料磨粉的设备很多，在煤质活性炭生产中应用较多的有雷蒙磨、中速辊式磨煤机、离心粉碎机、球磨机、振动磨粉机等。

　　雷蒙磨又称摆式磨粉机，是目前煤粉加工的主要设备，在煤质活性炭生产中应用比较广泛。由于它具有占地面积小、设备独立配套生产、煤种适应性强、生产能力大、产品细度能达到生产要求、煤的含水率稍高也能运行稳定可靠、易操作、节能省电、噪声小、污染少等优点，缺点就是造价较高。雷蒙磨非常适合大规模化生产。在雷蒙磨工作时，通过电磁振动给料机把粒度小于20mm的原料煤定量均匀地送人主机内进行研磨，研磨后的煤粉被鼓风机鼓出的气流吹出，经置于主机上方的分级机进行分级。细度合格的煤粉随风进人大旋风收集器，收集后经大旋风分离器的出粉管排出既为成品。风流由大旋风分离器上端回风管回流人鼓风机，整个系统是密闭循环的，并且是在负压下流动的。由于被磨物料中含有水分，在研磨时蒸发变为气体及整个系统各个接合处漏入系统的空气，导致循环风路中风量增加，此项增加的风量，从鼓风机和主机中间的余风管导人小旋风收集器，随余风风流带人的若干细粉经小旋风收集器收集后，由小旋风分离器的出料管排出.。

　　中速辊式磨煤机适用于粉磨烟煤等中等硬度的物料，具有容量大型化、研磨部件使用寿命长、电耗率低及设备可靠程度高等特点。中速磨粉机的产量和细度易于调节，产品粒度均匀，同时还具有高效节能、金属磨损低的优点，其生产能力一般较大，适合于大规模生产。在速辊式磨煤机工作过程中，原煤由落煤管进人两个碾磨部件的表面之间，在压紧力的作用下受到挤压和碾磨而被粉碎成煤粉。

　　部件的旋转，磨成的煤粉被抛至风环处。热风以一定速度通过风环进人干燥空间，对煤粉进行干燥，并将其带人碾磨区上部的煤粉分离器中。经过分离，不合格的粗粉返回碾磨区重磨。上合格的煤粉由干燥剂带出磨外，经煤粉管路送入炉膛燃烧。煤中夹带的杂物(如石块、黄铁矿块和金属块等)被抛至风环处后，由下而上的热风不足以阻止它们下落，经风环由刮板刮落至杂物箱内。

　　离心粉碎机又称气流粉碎机或风选粉碎机，由于其产品粒度细且可调，设备体积小、价格低，所以深受中小企业和乡镇企业的欢迎；一但其缺点是产量小、噪声大，仅适合中硬度以下含水率较低物料的粉碎作业。离心粉碎机通过给料装置将物料连续均匀地送人粉碎腔，物料受到高速旋转刀片的猛烈打击，并在狭窄的粉碎间隙中受到强力剪切与碾磨，使之粉碎；在风力作用下，物料依次进人下一个间隙更小的粉碎腔进行粉碎，产品粒度也相应更细。粉碎后的产品通过风力输送到机外的分级器中，粗粒返回主机再磨，构成闭路；合格粒度产品则进入旋风分离器中进行气固分离，余风送人袋滤器，一方面将微细粒的物料再收集，同时又减少排风中的粉尘含量，减少对环境的污染。球磨机是以钢球作为介质，借助筒体旋转产生的离心力使钢球倾斜落下，煤粒则受到钢球的撞击、挤压、研磨各种作用力而被磨成细粉。球磨机最大优点是煤种适应性强，结构可靠，运行稳定；但其设备庞大，投资额和占地面积也大，运行中电耗高、噪声.大，出粉均匀性较差，生产效率低，因此在活性炭生产中正在被逐步淘汰。

　　振动磨是在高频振动下由钢球对物料进行冲击、研磨达到磨粉目的。振动磨由电机、筒体、偏振激振器、弹性联轴节、弹性支座、冷却装置组成，通过改变偏心体与主轴夹角来调整振幅，筒体包括钢衬板和钢球介质，磨粉作业可连续也可间断。振动磨具有投资小、操作简单、易维护等优点，但是噪大、粉尘多、产量小，目前只有小企业使用。

　　雷蒙磨和中速辊式磨煤机是目前煤质活性炭生产企业中应用最多的磨粉设备，考虑到目前活性炭企业越来越大型化的发展趋势，这两种磨粉设备具有很大的发展空间。