活性炭按外觀形狀可分為粉狀活性炭、不定型顆?;钚蕴浚ɑ蚱扑榛钚蕴浚?、成型活性炭(或定型顆?;钚蕴浚⑶蛐吞?、纖維狀炭、織物狀炭、無(wú)臭、無(wú)味,不溶于水和有機(jī)溶劑,耐酸、耐堿,能經(jīng)受高溫和高壓作用,被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。其外觀為暗黑色柱狀顆?;虿欢ㄐ皖w粒狀,具有很大的比表面積,合適的孔隙結(jié)構(gòu),機(jī)構(gòu)強(qiáng)度高,能經(jīng)受高溫、高壓作用,不易破碎灰,使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。
炭化料質(zhì)量的影響
生產(chǎn)活性炭的原料是炭化料,即半焦,半焦的質(zhì)量直接影響活性炭的質(zhì)量。要想生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的活性炭必須從原材料抓起,嚴(yán)格把關(guān)。
1、炭化料的初步孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)活性炭品質(zhì)的影響?;钚蕴康纳a(chǎn)過程其實(shí)是炭化料再次造孔的過程。如果煤在成為半焦的過程中炭化溫度控制不當(dāng),就會(huì)直接影響炭化料的孔隙結(jié)構(gòu),使初步孔隙發(fā)育不良,從而使活性炭的孔隙發(fā)育受到制約,產(chǎn)品質(zhì)量受到影響。
2、炭化料中的灰分對(duì)活性炭品質(zhì)的影響。炭化料中的灰分主要是炭中礦物質(zhì)燃燒后的殘?jiān)?。生產(chǎn)活性炭時(shí),其灰分大部分留在活性炭中,因此活性炭灰分比原料灰分大2 ~ 3 倍。所以,對(duì)灰分的要求是越低越好。如果炭化料中灰分過高,會(huì)影響活性炭的機(jī)械強(qiáng)度,影響活性炭的孔隙結(jié)構(gòu),降低活性炭的吸附能力。另外,如果灰熔點(diǎn)高,可以提高活化溫度,增加產(chǎn)量,如果灰熔點(diǎn)低,會(huì)在活化過程中,造成活化爐產(chǎn)品道焦結(jié),堵塞料道,影響活性炭的產(chǎn)品質(zhì)量,嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒壞爐芯,導(dǎo)致爐體報(bào)廢,造成重大事故。
3、炭化料揮發(fā)分對(duì)活性炭品質(zhì)的影響。炭化料的揮發(fā)分是指炭化料在隔絕空氣時(shí),在一定溫度(900 ± 10)℃下加熱7 min,所揮發(fā)出來的質(zhì)量百分比。這其中不但有有機(jī)物受熱分解,還會(huì)有礦物質(zhì)分解。在活化爐正常生產(chǎn)過程中不需外加熱源,主要是靠炭化料中揮發(fā)分的逸出,以及活化反應(yīng)產(chǎn)生的可燃?xì)怏w的燃燒來提供量。如果揮發(fā)分過高,會(huì)造成產(chǎn)品燒結(jié),活性炭的孔隙發(fā)育不良,甚至料道堵塞; 如果揮發(fā)分太低,會(huì)使產(chǎn)品的燒失率加大,產(chǎn)率降低。同時(shí),影響活性炭的外觀。所以,要求炭化料的揮發(fā)分在8% ~ 15%。
4、炭化料水分對(duì)活性炭品質(zhì)的影響。炭化料中的水分主要來源于半焦的熄焦水。在活化過程中,由于水分的蒸發(fā),爐溫降低,造成活化爐熱量損失,從而影響活性炭的活化質(zhì)量。
5、炭化料粒度對(duì)活性炭品質(zhì)的影響。對(duì)于不同粒度的炭化料,在活化爐中,由于活化反應(yīng)受活化劑在碳層內(nèi)擴(kuò)散速度的影響,所以,顆粒小的炭化料其活化速度快;顆粒大的炭化料則由于活化劑與碳的接觸面積小,所以會(huì)發(fā)生顆粒外部已燒失,而內(nèi)部卻還未完全活化的情況。如果顆粒大的炭化料活化程度達(dá)到時(shí),則與大顆粒一起活化的小顆粒物料就難免會(huì)燒過,導(dǎo)致碘吸附值下降。因此,在相同的工藝條件下,炭化料粒度的均勻性直接影響其活化速度及活化料質(zhì)量的穩(wěn)定性。所以炭化料粒度要均勻,通常要求炭化料粒度在3 ~ 8 目。
6、炭化料反應(yīng)性對(duì)活性炭品質(zhì)的影響。炭化料的反應(yīng)性也叫活性,是指在一定溫度條件下,與不同的介質(zhì)相互作用的反應(yīng)能力。這些反應(yīng)是制造粒狀活性炭時(shí),活化階段的主要反應(yīng)。炭化料反應(yīng)性好,就會(huì)使活化料生產(chǎn)周期短,產(chǎn)量高,灰分低,吸咐性能好,生產(chǎn)成本相對(duì)較低。 [2]
活化爐生產(chǎn)工藝條件的影響
煤氣廠使用的活化爐是斯列普活化爐,是一種以水蒸氣和煙道氣為活化劑,交替進(jìn)行活化的爐型。根據(jù)斯列普活化爐特有的結(jié)構(gòu)及產(chǎn)品指標(biāo)的不同,通過調(diào)整工藝指標(biāo),可生產(chǎn)不同指標(biāo)要求的活性炭,并且使其在活化過程中質(zhì)量、產(chǎn)量達(dá)到效果。
1、活化溫度對(duì)活性炭吸附性能的影響
隨著活化溫度的升高,碘吸附值和亞甲蘭值呈上升趨勢(shì),產(chǎn)率和強(qiáng)度則呈下降趨勢(shì)。隨著溫度的提高,活化反應(yīng)速率也提高。但活化溫度過高,勢(shì)必造成進(jìn)爐的風(fēng)量增加,爐氣含氧量相對(duì)較難控制,炭的燒失率也在加大,產(chǎn)率降低,灰分增加。另外,溫度過高,活性炭?jī)?nèi)的微孔反而減少,吸附能力下降。其次,還易造成產(chǎn)品通道堵塞,降低產(chǎn)量,嚴(yán)重時(shí)影響活化爐使用壽命。因此,將活化溫度控制在一定范圍內(nèi),對(duì)提高活性炭產(chǎn)品質(zhì)量非常重要,煤氣廠的活化溫度一般控制在850 ~ 950 ℃。
2、水蒸氣壓力和流量對(duì)活性炭吸附性能的影響
由于放出熱量足以使活化反應(yīng)處于熱平衡狀態(tài),兩半爐之間定期交替運(yùn)行,使活化溫度穩(wěn)定,活化效果好,產(chǎn)品質(zhì)量均勻,吸附能力強(qiáng)。為了保證水蒸氣與炭化料的充分接觸,加速活化反應(yīng),提高活化效率,可以提高水蒸氣的實(shí)際需求量。如果水蒸氣壓力低、流量小,則放熱反應(yīng)大于吸熱反應(yīng),爐溫不易調(diào)控,燒失率大,活化反應(yīng)緩慢,活性炭質(zhì)量、產(chǎn)量均下降。如果水蒸氣壓力高,流量大,則爐壓高,爐內(nèi)氣氛不易控制,影響和活化爐使用壽命
3、 活化爐內(nèi)壓力對(duì)活性炭吸附性能的影響
活化爐必須保持正壓操作,爐壓過高,容易從爐體各處噴出活化氣體,引起爐外著火,影響生產(chǎn)和活化爐壽命,也不利于炭化料內(nèi)反應(yīng)后的活化氣體逸出,孔隙打不開,影響活化效果;爐壓過低,易從爐外吸進(jìn)空氣,引起炭的燒失率增加,嚴(yán)重時(shí),吸進(jìn)的空氣與爐內(nèi)活化氣體發(fā)生爆炸,引起事故。因此,冷卻半爐爐壓一般控制在80 ~ 100 Pa,加熱半爐爐壓控制在20 ~ 40 Pa 為合適。
4、活化時(shí)間對(duì)活性炭吸附性能的影響
活化時(shí)間一般根據(jù)產(chǎn)品活化情況確定,需生產(chǎn)碘吸附值高的活性炭,一般適當(dāng)延長(zhǎng)活化時(shí)間即可。但活化時(shí)間過長(zhǎng),炭的燒失率加大,灰分增加,強(qiáng)度降低,嚴(yán)重時(shí)碘吸附值反而降低,且易造成產(chǎn)品道的堵塞,一般活化時(shí)間應(yīng)控制在40 ~ 45 h。
煤質(zhì)顆?;钚蕴繌V泛應(yīng)用于化工原料氣體、化工合成氣體、制藥工業(yè)用氣用二氧化碳?xì)怏w、氫氣、氮?dú)?、氯氣、乙炔、乙烯、裂化氣、惰性氣體等的凈化及原子設(shè)施排氣等的凈化、分離和精制。
顆粒活性炭主要凈化水源,它不但能除去水中異味、異色,而且能去除水中有機(jī)或無(wú)機(jī)雜質(zhì),達(dá)到目的,主要應(yīng)用于電鍍廢水、化工、印染、造紙、電廠等行業(yè)的凈水,也用于工業(yè)用水和污水處理廠水質(zhì)的深度凈化,還可用于有毒氣體的凈化,廢氣處理,溶劑回收等方面。
煤質(zhì)顆?;钚蕴客庥^為不定型顆粒狀,具有很大的比表面積,合適的孔隙結(jié)構(gòu),機(jī)構(gòu)強(qiáng)度高,能經(jīng)受高溫、高壓作用,不易破碎灰,使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。它的生產(chǎn)強(qiáng)度高、孔隙發(fā)達(dá)、比表面積大,尤其微孔容積大而獨(dú)具優(yōu)點(diǎn),具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu),良好的吸附性能,機(jī)械強(qiáng)度高,易反復(fù)再生,價(jià)格低廉。
原煤破碎顆?;钚蕴浚哼m合應(yīng)用于電廠原水凈化、尤其在化工污水的過濾凈化處理以及電廠鍋爐采用苦咸水的氯根處理方面,有很好的處理效果理. 以及高爾夫球場(chǎng)的土壤改良等工程.