煤质活性炭的工艺流程介绍

　　目前市场上的活性炭按材料分为煤质活性炭、木质活性炭、果壳活性炭、椰壳活性炭等。按形状分类的有无定形颗粒碳、圆柱形活性炭、蜂窝活性炭、粉末状活性炭等。那么对于活性炭是如何的?有什么样的过程?这次我们以煤质活性炭的过程为例来谈谈活性炭的方法和过程。

　　原料选择

　　原则上，所有的煤都可以制成活性炭。然而，不同种类的煤所产生的活性炭的质量却大不相同。为了更好地适应市场，合理利用资源，目前国内煤质活性炭的原料主要是山西省大同地区的软粘性烟煤和宁夏回族自治区太西的无烟煤。

　　此外，新疆烟煤也适合制造活性炭。近年来，受新疆煤层开发和经济发展的影响，使用新疆烟煤活性炭的厂家越来越多。另外陕西神木地区也有部分企业使用当地烟煤活性炭，但活化出来的产品吸附值普遍较低，碘吸附值主要在400-700mg/g。

　　炭化活化工段

　　活性炭是碳质材料经过碳化和活化后的一种碳质吸附剂。根据这句话的定义，可以看出活性炭有两个必要的环节，即炭化和活化。炭化是活性炭制造过程中的主要热处理技术工艺之一，常采用的设备主要有流态化炉、回转炉和立式炭化炉。

　　煤质活性炭通常炭化的温度在350-600℃。在碳化过程中，由于原料的高温分解，除去原料中的挥发性物质和水分，大部分非碳元素氢和氧首先以气体的形式被去除，而释放出来的元素碳原子结合成有序的结晶产物，俗称碱性石墨微晶，使碳颗粒形成初步的孔隙，具有活性炭的原始结构。原料经过炭化之后，我们称之为炭化料，炭化料已经具备了一定的吸附能力，但吸附能力极低，经检测一般炭化料碘吸附值只有200mg/g左右。

　　活化方法可以根据活化剂的不同学生分为学习物理活化法(也称气体活化法)和化学活化法。煤质活性炭常用的活化方法是物理活化法，以水蒸气、烟道气(水蒸气、CO2、N2等的混合气)、CO2或空气等作为活化气体、在800-1000℃的高温下与炭化料接触进行活化。活化过程通过打开原先闭合的孔隙、扩大原始孔隙和形成新的孔隙三个阶段达到成孔的目的。活化主要是通过活化炉设备进行活化反应造孔，当下主流有斯列普炉(SLEP)、斯克特炉(STK)、耙式炉、回转炉，目前在国内斯列普炉是使用较多的气体活化法炉型。

　　成品工段

　　成品段主要根据应用需要制成不同粒径的产品。对于颗粒碳，主要有三个过程:粉碎、筛选和包装。破碎设备通常采用双辊破碎机，通过调整两辊之间的间隙来控制产品的大小，从而提高合格筛分的产量。振动筛设备通常用于将粉碎的物料筛分成大粒径、合格粒径和小粒径三种。在实际过程中往往会在振动筛上加多层筛网筛出几种粒度范围内的产品，较后将粒度合格的产品用斗式提升机上料进入吨包机内进行包装销售。工业应用中通常采用500kg/包和25kg/包的方式进行包装。此外，在过程中，还对专用产品使用除石除铁剂，降低产品的灰分。对于粉末活性炭，主要是可以通过磨粉和包装设计两个发展过程。目前大部分磨机基本都是雷蒙磨设备的。通过调整磨机的分析仪，可以出粒度为200目和325目的成品碳粉。

　　深处理工段

　　对于一些特殊用途的产品，将成品碳再次酸洗、碱洗、水洗等深加工。其中，酸洗的目的主要是降低活性炭的灰分，避免活性炭在使用过程中造成二次污染，使其更好地应用于食品或其他行业。在一些应用领域，需要活性炭来浸渍化学品，以实现更好的吸附。

　　上述部分是制造煤质活性炭的一般部分，但在制造压块活性炭和柱状活性炭的过程中，需要通过特殊部分进行预处理和碳化活化。在炭化活化前，需要配煤、粉磨、捏合、挤压成型、破碎、筛分等工序粉碎炭。柱状活性炭的预处理研究阶段和压块活性炭具有类似，主要是通过挤压方式进行，压块活性炭是将其作为压制成块状，而柱状活性炭主要是由于挤压成圆柱状炭条。

　　在活性炭的过程中，还有很多细节需要做。不同的原料和不同类型的碳会有不同的过程。本文仅简单阐述活性炭的方法和工艺。随着活性炭研究的不断深入，新技术也在不断改进和产生，这需要我们活性炭从业者不断了解和关注。