活性焦加工设备及其生产工艺技术

一．活性焦的制备

1）什么是活性焦？

活性焦是区別于活性炭的一种称呼，其生产工艺与活性炭相似，只是比表面积和孔容积等参数没有达到活性炭的指标，但又具有一定吸附能力，特别是针对某些特殊场合，其吸附能力甚至超过了活性炭。活性焦是以煤为主要原料生产的一种新型吸附材料，其生产方法为原料牒磨粉后加入特制黏结剂继而催化剂压制成型，再经炭化和浅度活化后得到的活性焦产品。

原料煤＞成型>干燥>炭化>活化＞活性焦

2）制备活性焦的原料性能要求①较高的含破量一一孔隙结构需要碳的大分子结构作为骨架，活化会消耗一部分碳。②反应活性高一一便于后期活化改性。③较高的挥发分含量和氧含量一一较高的挥发分与氧含量有益于活性焦孔隙结构的发展，同时较高的氧元素含量可能有益于活性焦苯甲酸吸附值的提高。④低硫、低隣、低灰分一一降低自身所含杂质对于其吸附性能的影响。多数时候在满足产品机械强度的前提下，尽可能通过配煤来提高产品的孔隙度，这主要是利用利用其在干馏过程中不同煤种收缩率的不同而产生较多的孔隙结构。制备原料来源：活性焦的原料最初多采用烟煤、无烟煤等优质媒炭，随着烟煤和无烟煤价格的不断上涨，越来越多的研究开始倾向于褐煤等作为原料生产活性焦。对于褐煤，其低廉的价格，较低的炭化程度，较为发达的表面孔隙结构，以及其特殊的物理和化学性质使得其适合于制备活性熊，但是，其较低的机械强度和较高的灰分制约了其大规模的工业应用。目前仅有德国的RE公司成功利用莱茵河褐煤生产出活性焦系列产品（HOK）；国内对于以褐煤为原料进行的处理方式有：按一定的配比添加部分焦煤以利于炼制成焦，在制备过程中加入粘结剂以利于成型，同时提高机强度。→成型一一粘结剂的选择在活性焦生产中，许多物质都可以作为煤粉黏结剂。如煤焦油、木焦油、石油沥青、各种高分子聚合物、工业废料、淀粉及黏结指数高的烟煤。实际工业生产中主要使用煤焦油作为黏结剂，其他物质则存在来源不广泛、价格较高或性质不稳定等缺陷。煤焦油因其含碳量高，炭化热解后剩余物质能构成活性焦产品本身的一部分，并起到骨架作用，有利于提高产品的机械强度；煤焦油具有定的流动性和黏结性，其中含有的轻油对煤粉有浸润性，易于搅拌混合均匀。

→干燥

煤粉和煤焦油、水捏合成型的湿炭条需要干燥后才能进入炭化生产。干燥的温度、晾干的时间等不同，对炭化出的产品有很大影向。在短时间风机常温吹风干燥，表皮容易产生裂纹；提高干燥温度，成型条会产生粉末。适当延长干燥时间，配以合适温度的热风，让成型条中焦油的部分水分、轻油组分自然缓慢逸出，避免成型条进入炭化炉后骤然升温大量逸出挥发物，而造成颗粒表面粗糙产品浮灰过大，影响产品质量。

→炭化

炭化主要目的：

第一，选择合适的温度挤出成型原料的水分和大部分挥发分，保留挥发分至9％－12％

第二，适当提高产品颗粒的强度。

第三，使产品颗粒形成初步的孔结构。

→活化

活性焦中丰富的孔隙结构主要来源于活化过程。活化技术主要分为物理活化及化学活化。物理活化是利用活性气体（如水茶气，0O2，空气等）在较高温度下进行的碳的弱氧化作用，使炭化后的原料孔径疏通，进而扩大发展。化学活化法是把一些化学药品混进或浸渍进半焦中，然后在一定温度下活化，以如放化后的物料进改性：T．CO由于物理活化的方式成本相对较低，对环境的危害相对较少，所以普遍采用。

活性焦回转炉

活性焦回转活化炉主要由加料装置、炉尾、回转筒体、出料装置、炉头所组成。炉头设有活化气体入口和燃料烧咀。回转活化炉的工作过程如下：物料从炉尾处进入回转炉内，然后从炉头端的出料 装置连续卸出，同时活化气体混合物（水蒸汽和烟道气）从炉头进入回转炉内，最后经过炉尾焚烧排入烟囡。整个过程中，物料与活化气体混合物逆向流动接触活化。回转活化炉是目前国内外中小企业使用较多的一种活化设备。它的优点主要是投资小， 建设周期短；机械化程度高，劳动强度较小；更换原料及调整工艺过程快，开、停炉 方便，陕西延河总包28条活性焦回转窑目前是国内规模最大，活性焦回转窑的规格为直径2.2米，长25米。