活性炭是怎么生产的?

1原材料选择

原则上,所有的煤都可以制成活性炭。然而,不同的煤生产的活性炭质量差别很大。为了更好地适应市场,合理利用资源,我国煤制活性炭的原料主要是山西大同的弱粘结性烟煤和宁夏的太西无烟煤。

此外,新疆烟煤也适合制作活性炭。近年来,受新疆煤层开发和经济发展的影响,利用新疆烟煤生产活性炭的厂家越来越多。此外,陕西神木部分企业也使用当地烟煤生产活性炭,但活化产品吸附值普遍较低,碘吸附值主要在400-700mg/g(国标87)。

2碳化活化工段

"活性炭是含碳材料经过炭化和活化后的一种含碳吸附剂."按照这句话的定义,活性炭的生产有两个必经的步骤,即炭化和活化。

炭化是活性炭制造过程中主要的热处理工艺之一,常用的设备主要有流化床炉、回转炉和立式炭化炉。

煤基活性炭的炭化温度通常为350-600℃。炭化过程中,由于原料的热解,大部分非碳元素——氢和氧首先以气体的形式被消除,排除了原料中的挥发物和水分,而释放的碳原子结合成有序的结晶产物,俗称基本石墨微晶,使碳粒形成初步孔隙,具有活性炭的原始结构。原料碳化后,我们称之为碳化料。碳化材料已经具有一定的吸附能力,但吸附能力极低。经测试,普通碳化材料的碘吸附值仅为200 mg/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。

煤基活性炭常用的活化方法是物理活化法,其中水蒸气、烟气(水蒸气、CO2、N2的混合气体等。),以CO2或空气为活化气体,在800-1000℃的高温下与炭化料接触进行活化(实际生产中最常用烟气)。

活化过程通过三个阶段达到造孔的目的:打开原来堵塞的孔隙,扩大原来的孔隙,形成新的孔隙。活化主要是通过活化炉设备进行活化反应制孔。目前的主流是SLEP炉、斯克特炉(STK)、耙式炉和回转炉。目前,SLEP炉是中国使用最多的气体活化炉型。

3成品部分

成品段主要是根据应用需要制成不同粒径的产品。对于颗粒炭来说,主要有三个过程:粉碎、筛分和包装。

破碎设备通常采用对辊破碎机,通过调节两辊间隙来控制产品的粒度,以提高合格粒度筛分的成品率。

筛分设备通常采用振动筛将粉碎后的物料筛分成较大粒径、合格粒径和较小粒径三种。在实际生产过程中,往往在振动筛上增加多层筛网,筛选出几种粒度的产品,最后将粒度合格的产品包装销售。在工业应用中,通常采用500kg/袋和25kg/袋进行包装。此外,在生产过程中,特殊用途的产品还使用去石机和除铁机,以降低产品的灰分。

对于粉末活性炭来说,主要是通过研磨和包装两个过程。目前大部分工厂的研磨基本都是用雷蒙磨粉机设备生产的。通过调整磨机的分析仪,可以生产出粒度为200目和325目的成品碳粉。

4深层工程部分

对于一些特殊用途的产品,成品炭会经过酸洗、碱洗、水洗等进一步处理。

其中,酸洗的目的主要是降低活性炭的灰分,避免活性炭在使用中造成二次污染,以便更好地应用于食品或其他行业。在一些应用领域,活性炭将需要浸渍化学品,以实现更好的吸附。