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活性炭的生产方法及工艺

发布时间:2021-01-06 16:37

  活性炭的生产方法及工艺_能源/化工_工程科技_专业资料。活性炭学习者;活性炭从业者;活性炭兴趣读者

  活性炭的生产方法及工艺 作者:易择活性炭 上文我们分享了目前市场上有哪些活性炭:按材质分主要有煤质活性炭、木质活性炭、果壳 活性炭、椰壳活性炭等;按形状分类有不定型颗粒炭、柱状活性炭、蜂窝活性炭、粉末活性炭 等。 那么活性炭是如何生产的?是经过怎样的生产工艺得到的呢?这次我们以煤质活性炭的 生产过程为例,来聊聊活性炭的生产方法和工艺。 01 原 料 选 择 按原理来说,所有的煤炭都可以生产制作成活性炭。但因不同的煤质生产的出来的活性 炭品质有很大差异,为了更好的适应市场和让资源得到合理的利用,目前国内煤质活性炭的 生产原料,主要采用山西大同地区的弱粘结性烟煤和宁夏的太西无烟煤。 此外,新疆烟煤也适宜制作活性炭。近几年受新疆地区煤层开发和经济发展的影响,现 在采用新疆烟煤生产活性炭的厂家也越来越多。另外陕西神木地区也有部分企业使用当地烟 煤生产活性炭,但活化出来的产品吸附值普遍较低,碘吸附值主要在 400-700mg/g(国标 87 标)。 02 炭 化 活 化 工 段 “活性炭是一种含碳材料经过炭化、活化处理后的炭质吸附剂”,据此句定义可知生产活 性炭有两个必备的工段,就是炭化和活化。 炭化是活性炭制造过程中的主要热处理工艺之一,常采用的设备主要有流态化炉、回转 炉和立式炭化炉。 煤质活性炭通常炭化的温度在 350-600℃。在炭化过程中大部分非碳元素——氢和氧因 原料的高温分解首先以气体形式被排除,排除了原料中的挥发分和水分,而获释的元素碳原 子则组合成通称为基本石墨微晶的有序结晶生成物,使得炭颗粒形成了初步孔隙,具备了活 性炭原始形态的结构。原料经过炭化之后,我们称之为炭化料,炭化料已经具备了一定的吸 附能力,但吸附能力极低,经检测一般炭化料碘吸附值只有 200mg/g 左右。 活化方法根据活化剂的不同分为物理活化法(也称气体活化法)和化学活化法。 煤质活性炭常用的活化方法是物理活化法,以水蒸气、烟道气(水蒸气、CO2、N2 等的 混合气)、CO2 或空气等作为活化气体、在 800-1000℃的高温下与炭化料接触进行活化(实 际生产过程中最常使用烟道气)。 活化过程通过开放原来闭塞的孔隙、扩大原有孔隙和形成新的孔隙三个阶段达到造孔的 目的。活化主要是通过活化炉设备进行活化反应造孔,网赚。当下主流有斯列普炉(SLEP)、斯克 特炉(STK)、耙式炉、回转炉,目前在国内斯列普炉是使用最多的气体活化法炉型。 03 成 品 工 段 成品工段主要是根据应用需要制作成粒度不同的产品,对于颗粒炭,主要有破碎、筛分 和包装三个过程。 破碎设备通常是采用双辊式破碎机,通过调节双辊之间的间隙大小,控制产品的粒度大 小,以提高合格粒度筛分的得率。 筛分设备通常采用振动筛,将破碎后的物料筛分成粒度较大、合格和粒度较大的三种。 在实际生产过程中往往会在振动筛上加多层筛网筛出几种粒度范围内的产品,最后将粒度合 格的产品进行包装销售。工业应用中通常采用 500kg/包和 25kg/包的方式进行包装。另外在 生产过程中,对于特殊用途的产品也会用去石机和除铁机以降低产品的灰分。 对于粉末活性炭,主要是通过磨粉和包装两个过程。磨粉现在基本上大多工厂都是采用 雷蒙磨设备生产,通过调节磨机的分析器可以生产出粒度为 200 目和 325 目的成品粉炭。 04 深 处 理 工 段 针对某些特殊用途的产品,会将成品炭再进行酸洗、碱洗、水洗等深加工处理。 其中酸洗的目的主要为了降低活性炭的灰分,避免活性炭在使用过程中造成二次污染, 以便能够在食品或其他行业得到更好的应用。还有些应用领域中会要求活性炭浸渍药剂以达 到更好吸附的作用。 05 预 处 理 工 段 以上讲述的几种工段是煤质活性炭制作的通用工段,但在生产压块活性炭和柱状活性炭 的过程中,需要经过独有工段进行预处理再进行炭化活化。 生产压块破碎炭在炭化活化前还需要进行配煤、磨粉、捏合、挤压成型、破碎、筛分成 合格粒度。柱状活性炭的预处理阶段和压块活性炭类似,主要是挤压方式不同,压块活性炭 是将其压制成粉状,而柱状活性炭主要是挤压成圆柱状炭条。 06 结 语 在生产活性炭的过程中,仍然还有许多细节方面的工作需要去做。不同的原材料、不同 的炭型会有不同的工艺,本文只是针对活性炭的生产方法和工艺做了简单阐述,随着活性炭 科研的深入,不断有新的技术在改进和产生,是需要我们活性炭从业者去持续了解关注的。

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