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活性炭是怎樣生產的

1 原料選擇

按原理來說,所有的煤炭都可以生產制作成活性炭。但因不同的煤質生產的出來的活性炭品質有很大差異,為了更好的適應市場和讓資源得到合理的利用,目前國內煤質活性炭的生產原料,主要采用山西大同地區的弱粘結性煙煤和寧夏的太西無煙煤。

此外,新疆煙煤也適宜制作活性炭。近幾年受新疆地區煤層開發和經濟發展的影響,現在采用新疆煙煤生產活性炭的廠家也越來越多。另外陜西神木地區也有部分企業使用當地煙煤生產活性炭,但活化出來的產品吸附值普遍較低,碘吸附值主要在400-700mg/g(國標87標)。

2 炭化活化工段

“活性炭是壹種含碳材料經過炭化、活化處理後的炭質吸附劑”,據此句定義可知生產活性炭有兩個必備的工段,就是炭化和活化。

炭化是活性炭制造過程中的主要熱處理工藝之壹,常采用的設備主要有流態化爐、回轉爐和立式炭化爐。

煤質活性炭通常炭化的溫度在350-600℃。在炭化過程中大部分非碳元素——氫和氧因原料的高溫分解首先以氣體形式被排除,排除了原料中的揮發分和水分,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晶生成物,使得炭顆粒形成了初步孔隙,具備了活性炭原始形態的結構。原料經過炭化之後,我們稱之為炭化料,炭化料已經具備了壹定的吸附能力,但吸附能力極低,經檢測壹般炭化料碘吸附值只有200mg/g左右。

活化方法根據活化劑的不同分為物理活化法(也稱氣體活化法)和化學活化法。

煤質活性炭常用的活化方法是物理活化法,以水蒸氣、煙道氣(水蒸氣、CO2、N2等的混合氣)、CO2或空氣等作為活化氣體、在800-1000℃的高溫下與炭化料接觸進行活化(實際生產過程中最常使用煙道氣)。

活化過程通過開放原來閉塞的孔隙、擴大原有孔隙和形成新的孔隙三個階段達到造孔的目的。活化主要是通過活化爐設備進行活化反應造孔,當下主流有斯列普爐(SLEP)、斯克特爐(STK)、耙式爐、回轉爐,目前在國內斯列普爐是使用最多的氣體活化法爐型。

3 成品工段

成品工段主要是根據應用需要制作成粒度不同的產品,對於顆粒炭,主要有破碎、篩分和包裝三個過程。

破碎設備通常是采用雙輥式破碎機,通過調節雙輥之間的間隙大小,控制產品的粒度大小,以提高合格粒度篩分的得率。

篩分設備通常采用振動篩,將破碎後的物料篩分成粒度較大、合格和粒度較小的三種。在實際生產過程中往往會在振動篩上加多層篩網篩出幾種粒度範圍內的產品,最後將粒度合格的產品進行包裝銷售。工業應用中通常采用500kg/包和25kg/包的方式進行包裝。另外在生產過程中,對於特殊用途的產品也會用去石機和除鐵機以降低產品的灰分。

對於粉末活性炭,主要是通過磨粉和包裝兩個過程。磨粉現在基本上大多工廠都是采用雷蒙磨設備生產,通過調節磨機的分析器可以生產出粒度為200目和325目的成品粉炭。

4 深處理工段

針對某些特殊用途的產品,會將成品炭再進行酸洗、堿洗、水洗等深加工處理。

其中酸洗的目的主要為了降低活性炭的灰分,避免活性炭在使用過程中造成二次汙染,以便能夠在食品或其他行業得到更好的應用。還有些應用領域中會要求活性炭浸漬藥劑以達到更好吸附的作用。