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活性炭制造工艺(二)无定形破碎颗粒活性炭
活性炭制造工艺(二)无定形破碎颗粒活性炭
发布时间:2018/5/16 14:50:11      来源:http://www.huoxingtan123.com      浏览:

    压块/压片/压丸法无定形破碎颗粒活性炭

     压块、压片或压丸活性炭可通称为干法压型炭,起源于欧美国家,因制造过程中污染物排放量较小,生产工艺相对简单,近年来该品种活性炭呈快速增长态势。随着我国成型设备制造技术的日益成熟,干法压型活性炭将在5~10年之后成为最大宗的活性炭产品之一。干法压型工艺的优点是可实现配煤调孔目的,使最终活性炭的孔隙结构和吸附性能被有目的地“设计”,从而制得多用途型或专用型煤质活性炭产品。干法压型活性炭制造是国内活性炭领域的研究热点之一。根据文献报道及生产实践经验,目前国际上通用的干法压型活性炭的制造方法按工序可总结如下。

    1、原料准备工序

    (1)原煤的选择及质量控制

     所有的煤种都可用来制造干法压型活性炭产品,但很少采用单一煤种为原料制造干法压型活性炭,从可查阅到的资料来看,目前世界上仅有美国卡尔冈和日本三菱化学两家公司采用单一煤种(不加别的含碳原料)制造压块炭,前者采用匹兹堡粘煤(相当于中国的1/3焦煤和焦煤之间的过渡煤种),后者采用新西兰粘煤或越南鸿基烟煤为原料。国内的相关研究表明,虽然用烟煤系列中的有些单一煤种可以制成压块炭,但试样的综合性能一般都不是太好,所以国内压块/压片炭生产线多采取配煤法来制造有商业应用价值的活性炭产品,所使用的煤种数量,少则两种,多则三种甚至四种。

     当采用无烟煤、褐煤或泥煤用作干法压型活性炭的制造原料之一时,一般均需分析其水分、灰分和挥发分三项指标,做为后继工序的指导;当采用烟煤为制造原料时,除需分析上述三项指标之外,还需分析其CSN、GRI甚至胶质层特性指数Y和X(只有当CSN和GRI都不为零时,才进行测定),以初步确定该煤种的配入量及配入比例。

    (2)固体含碳粘合剂的选择及质量控制

     为了提高干粉压型炭的机械性能,一般均需在原煤中配入一定比例的固体含碳粘合剂,目前多采用石油系沥青或煤系沥青。煤沥青有三种:中温煤沥青、高温煤沥青和改质煤沥青。

    (3)制粉

     将所有选出的原煤按既定比例混合后破碎至粒度小于2mm,将既定比例的煤沥青掺入混合煤中,磨制成细度适当的混合粉体,备用。

    2、辊压成型及粗破碎、筛选工序

     上述制好的混合粉体均匀加入对辊式压型机的进料系统中,于一定的辊压下成型为块状、片状、棒状或丸状型料,调整进料速度和辊压、辊速,使压型料均匀、致密地制造出来。型料的机械抗碎裂强度用来表征成型工序的工艺是否适当,具体检测方法是:从距地面2米高度处使型料自由跌落,收集碎裂后的型料,用2.0mm分样筛筛选,当<2mm的碎料量不超过供测试用型料块总重的20%时,可认为工艺是适当的。

     型料用辊式或棒搅式破碎机粗破碎,并筛选出粒径2~10mm,最好是4~10mm的破碎型料进入后继工序。细小的破碎型料返回工序再次磨粉,返回料的比例应不超过总物料的40%,可根据返回料比例判定破碎装置的工艺参数是否适当。

     当辊压成型机的模具为压丸状,且粒径为4~15mm时,压丸型料可不经破碎,筛去粉料后直接进入后继工序进行处理。

    3、炭化工序和活化工序

     控制方法与原煤直接破碎炭相同。

    4、其它相关问题

     (1)强制性预先氧化处理对干法压型活性炭最终性能的影响。当采用烟煤,尤其是具膨胀性和强结焦性的烟煤为主要原料时,一般均需在炭化工序之前加入强制氧化工序对压型料进行预先处理,以降低其膨胀性和结焦性。大量研究结果表明,即使采用的烟煤原料不具强膨胀性和结焦性时,预先氧化处理亦是有利的,不仅可使最终活性炭的吸附性能提高5~15%,还可使活化速率提高,单位时间的产品得率可提高8~12%。也就是说,预先氧化可在短时间内低成本、高得率地制得更高性能的烟煤为主原料型干法压型活性炭产品。

     (2)各工序副产的粉状物料的再利用问题。在干粉压型炭制造过程的中间环节如氧化工序和炭化工序会不可避免地产生大量的粉状物料,由于这些粉料已经经受了一定的热处理过程,与原煤性能产生了很大的差距,故这些粉状物料的处理一直是令活性炭行业头疼的难题。经过大量实验证明,氧化和炭化工序产生的粉料可用作柱状活性炭的配料,由于这些粉料一般系由烟煤产生的,物性介于标准烟煤和标准无烟煤之间,孔结构性能则与烟煤相似,故用作柱状炭的配合原料时,可生产出具一定粗微孔和细中孔的特种柱状炭产品。

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