新闻分类

热门产品

当前位置:返回首页 > 新闻动态 > 公司动态 >

我国煤基活性炭生产技术现状及发展趋势

2019-08-05 22:12:24

活性炭是一种通过对含碳材料进行加工制得的具有发达孔隙结构和巨大比表面积的炭质多孔材料,具有优异吸附性能、良好化学稳定性等优点,广泛应用于食品·医药卫生及环保等领域。

活性炭制备原料虽来源广泛,但商业活性炭产品主要为煤基活性炭、木质活性炭和果壳活性炭,其他含碳材料(如化工及生活废弃物制备活性炭)多见于试验研究及特殊用途。与木屑、果壳类和石油焦等为原材料制备的活性炭相比,煤是廉价且来源稳定的活性炭净化器生产原料,以煤为原料生产的活性炭兼具易、抗磨损等优点。国内煤基活性炭生产已具一定规模,产能已达约60万t/at。

目前,国内外煤基活性炭使用量较大的领域是水的净化处理。煤基活性炭产量约80万t/a,占活性炭总产量的2/3,而煤基活性炭中约60%用于水处理。随着社会的发展,我国的工业及生活用水量逐年增加,对饮用水的质量要求也越来越高。与此同时,环境污染严重影响了给水水源的质量,主要表现在臭味、氨氮及溶解性有机污染物的大量增加。

国内煤基活性炭产业初步形成于20世纪50年代,到20世纪80年代逐渐形成规模。我国的煤炭资源丰富、品种齐全,随着近年来活性炭产品多元化、生产规模化的发展,煤基活性炭显 示出强大的生命力,2008年以来我国已成为世界上较大的煤基活性炭生产国及出口国。无烟煤和弱劲煤是煤基活性炭生产的主要原料,我国山西和宁夏成为主要的煤基活性炭生产基地。

煤基活性炭的生产包括原料煤的预处理、炭化、活化及后处理工艺,其中原料煤的预处理通常为破碎、磨粉和成型工艺;炭化过程控制理论已经发展的较为成熟,可以通过炭化升温速率及炭化终温的控制制成石墨化程度低且具有一定初孔隙的炭化料产品。根据活化工艺的不同,可将活性炭的生产方式分为物理法、化学法和物理化学法。化学活化法由于使用的化学药剂对设备腐蚀较大,目前国内外以煤为原料的活性炭企业基本都采用物理活化工艺,采用CO2或O2、或几种气体的混合物进行弱氧 化反应,使得炭表面受到侵蚀而形成发达的孔隙结构。煤基活性炭产品主要分为原煤破碎炭、成型活J险炭和粉状活性炭3种,其中煤基粉状活性炭通常是以其他类型活性炭副产品的形式进行生产。

1.原煤破碎活性炭生产工艺

原煤破碎活性炭在20世纪八九十年代大同地区生产较为普遍。当时煤矿开采机械化程度较低,会生产出大量的块煤,块煤破碎成一定粒度后仍有较好的强度,可直接通过炭化、活化制成吸附性能较高的活性炭产品。

该工艺适合具有较高物理强度和反应活性的原料煤(低变质程度的烟煤,如大同长焰煤等)。原煤破碎活性炭工艺生产的颗粒活性炭成品主要用于工业废水处理,部分大颗粒产品可用于糖脱色、味精处理;原煤破碎炭生产工艺的副产品粉状活性炭可用于水处理,也可用于垃圾焚烧烟道气净化。原煤破碎炭的品质与原料煤息息相关,近些年,随着大同地区煤矿开采机械化水平的提高和对小型煤矿落后产能的淘汰,较少有块状原料煤的供应,因此原煤破碎炭的生产也越来越萎缩。

2.成型活性炭生产工艺

成型活性炭生产工艺相对于原煤破碎炭增加了磨粉、成型过程。随着配煤技术在煤基活性炭生产中的应用,成型活性炭工艺可通过调整配入煤的种类和配比有效调节配煤的劲结性和活性炭的孔结构发育。根据成型工艺及成型的形状,成型活性炭可分为柱状活性炭、压块活性炭和球状活性炭。

1)柱状活性炭生产工艺是煤基活性炭中较为复杂的一种,工艺流程。

经过几十年的工业化生产,该工艺技术已相对 成熟,产品的强度较高,可通过配煤、活化调整活性 炭指标,产品种类较为丰富。柱状活性炭既可用于 液相处理,也可用于气体净化,应用范围比较广泛, 市场适应性好。目前,柱状活性炭生产工艺在宁夏地区较为普遍。

2)压块活性炭全称为压块破碎颗粒活性炭,生 产压块破碎炭的关键是煤粉成型技术,要保证煤粉成型后保持一定强度。

在煤基活性炭生产工艺中球状活性炭生产工艺较为复杂,国外有规模化工业生产且较成熟。国内只有小批量的生产,尚未形成规模。由于这种工艺涉及到磨粉直接成球性,且炭化、活化过程不能对球状度造成影响,不仅对生产的工艺控制要求较高,对原料煤的选择也较苛刻,只有极少量的烟煤适用。

炭化和活化是煤基活性炭生产的重要环节。热 效率高、产能大、自动化程度高的新型炭化和活化设备,如年产1. 5万t的新型外热式炭化转炉,产能1万t/a的多膛炉等相继应用于活性炭的生产。

1)炭化设备。炭化过程是将原料煤在隔绝空气条件下低温干馏,从而减少非碳元素并生产出满足活化工序要求的、具有初步发育的孔隙结构和较高机械强度的炭化料。目前,我国煤基活性炭生产中使用较广泛的炭化设备是回转炭化炉,根据加热方式的不同分为内热式和外热式2种。

内热式回转炭化炉较先应用于煤基活性炭的炭化过程,也是当前国内活性炭生产厂家采用的主要炭化设备。由于通过牺牲部分原料用于燃烧提供炭化所需的热量,因此炭化得率较低,产能无法大幅度提高。外热式回转炭化炉以原料煤在炭化过程产生的挥发分为热源,节能显著,同时产生的尾气量少且易于回收;而且多仓式的使用大大增大了外热式炭化炉的处理能力,产能1. 5万t/a的外热式炭化炉已研制成功并投入生产。近年来新建的年产超万吨的煤基活性炭生产企业多采用外热式回转炭化炉。

2)活化设备。活化过程是水蒸气、氧气等活化气体与碳发生氧 化还原反应,开放原来的闭塞孔的同时扩大原有孔隙,是生产活性炭的关键环节。活化设备主要有斯列普炉和多膛炉。


上一篇:VOC废气治理工程技术方案探究

下一篇:没有了