活性炭生产工艺简介.ppt

1927年美国芝加哥自来水厂发生了广大居民难以接受的自来水恶臭事 件。这是由于原水中苯酚和消毒用的氯发生异臭所致。后来，德国等地的 自来水厂也发生了同样的事件，而这些事件都是用活性炭处理解决的。从 此以后，环境保护日益受到重视，政府的法令也日趋严格，不仅在净水方 面，在其他领域也得到广泛应用，由此，活性炭进入全面发展阶段。
②灰分 煤灰分含量高会降低煤的发热量，影响炭化料及活性炭 产品的机械强度，影响活性炭的孔隙结构，降低活性炭的吸附能 力，使活性炭产品杂质增加，限制了煤基活性炭的应用领域。但 是有些矿物质如CaO,MgO,Fe2O3,K2O及Na2O等可以催化煤 中碳与水蒸气的反应，加快反应速度，提高活化炉的产量。一般 要求灰分≤6%，目前我们要求采用的原煤灰分≤3%。
生产煤质活性炭的原料种类
褐煤、烟煤和无烟煤均可作为活性炭的原料。国内 的煤质活性炭原料主要采用山西大同地区的弱粘结性 烟煤和宁夏的太西无烟煤。
(1)弱粘结性烟煤：山西大同地区的弱粘结性烟煤由 于化学活性好、灰分低（特别是其八层煤和十一层 煤），而广泛被山西的活性炭企业用于加工制造原煤 破碎活性炭。
其工艺框图如下所示：
活性炭生产工艺流程图
活性炭分公司二分区工艺流程图
原料
1、原料煤的要求 2、配煤 3、黏合剂的要求
原料煤的要求
①水分 煤中的水分对活性炭生产有一定影响，水分含量过高不 仅对煤炭的破碎、筛分不利，而且增加能量消耗，提高生产成本。 褐煤内在水分最高，其次时是无烟煤，中等变质程度的烟煤内在 水分含量最低。目前我们要求无烟煤水分≤5%。
③挥发分 无烟煤挥发分含量最低。挥发分含量过高，挥发出的 物质容易结焦，堵塞产品道；过低，不能为活化提供足够的燃料。 目前要求挥发份为7-8%。
④煤的反应性 反应性高的煤在活化和燃烧过程中，反应速度快、 效率高。
配煤
配煤是改善活性炭产品孔结构，提高活性炭产品吸附性能的一种好方法。 ①单种煤的结焦特性及其在配煤中的作用 肥煤：肥煤属中等变质程度的煤，挥发分范围较广，胶质层厚度大于25mm,受热
回顾世界活性炭的发展历史，有两个主要的事件推动了活性炭事业的发 展，一是第一次世界大战化学武器的应用；二是1927年发生在美国芝加 哥自来水厂的饮用水恶臭事件。
1914年欧洲爆发了第一次世界大战，1915年4月22日，德国军队在欧 洲战场伊普番河上使用了毒气来自百度文库5月18日，在华沙附近的拉夫卡河又向俄 国军队施放了毒气 。1915年德军在比利时对毫无准备的英法联军使用 6000个钢瓶施放化学毒气氯气18万公斤，造成士兵伤15000余人，其中 约5000人丧生。有“矛”必然会发明“盾”，有化学毒气必然会发明防 毒武器。两个星期后，军事科学家就发明了防护氯气武器，他们给前线的 每个士兵发了一种特殊的口罩，这种口罩里有用硫代硫酸钠和碳酸钠溶液 浸过的棉花。这两种药品都有除氯的功能，能起到防护的作用。但是如果 敌方改用第二种毒气，这种口罩就无用武之地了。事实也是如此。此后不 到一年，双方已经用过几十种不同的化学毒气，包括人们现今熟知的介子 毒气及氢氰化合物。因此人们一直在寻找一种能使任何毒气都失去毒性的 物质才好。这种百灵的解毒剂在1915年才被科学家找到，它就是活性炭。 到1917年，交战双方的防毒面具里都装上了活性炭，毒气对交战士兵的 危害程度就大大降低了。第二次世界大战中德国首次利用介子气引发了毒 气战争，人们就开始寻求避免受到毒气侵害的方法，而活性炭正是因为其 能高效防止毒气的侵害，被广泛应用于战争。这样就刺激了世界各国对活 性炭的研究和生产。
(2)无烟煤：宁夏太西煤低灰、低硫、含碳量高，化 学活性好，是生产高档活性炭的优质原料。宁夏的活 性炭企业主要采用太西无烟煤作为主原料生产柱状活 性炭。
生产工艺流程
以太西无烟煤为主原料的合格原料煤入厂后，被粉碎到 一定细度（一般为200目），然后配入适量黏结剂（一 般为煤焦油）在混捏设备中混合均匀，然后在一定压力 下用一定直径模具挤压成炭条，炭条经炭化、活化后， 经筛分、包装制成成品活性炭。
50年代以前, 我们国家还没有活性炭的加工企业，每年进口30-50t； 50年代到1981年，国产活性炭开始上市，特别是1966年，从苏联引进斯 列普活化炉后有了规模化生产，国内生产能力逐步提升至10000t/a；80 年代末期到90年代末期，进入改革开放以后，国内开始建设大量的活性炭 厂，其规模也飞速发展，生产能力逐步从10万t/a发展到12万t/a；2000 年到2008年，生产能力持续增长，现已达到每年20余万t。
时产生大量的胶质体，其流动性大，热稳定性好。肥煤在约260℃时有机质开始 分解。肥煤具有很强的粘结能力，能将煤粉颗粒很好低粘结在一起，形成机械强 度较好的炭颗粒，是配煤中的重要成分。但挥发分高的肥煤，结焦性较差，因此 在选择肥煤作配合煤时，要充分考虑肥煤的粘结能力、挥发分、结焦性等。 弱粘煤：弱粘煤是一种还原程度较弱的低变质程度到中等变质程度的煤。加热时， 产生的胶质体较少，结焦性能较好。精选弱粘煤加粘结剂（煤焦油），在特定的 工艺条件下制造柱状活性炭在国内已成为现实，其被用作催化剂载体。 焦煤：焦煤具有中等挥发分与中等胶质层厚度，加热时能形成热稳定性很好的胶 质体。结焦性能好，在配煤中焦煤可以起到提高干馏固体物料之机械强度的作用。 炼焦工业利用焦煤单独炼焦时能得到块大、裂纹少、机械强度和耐磨强度都高的 焦炭。目前尚未有报道利用焦煤制造活性炭。随着活性炭制造研究工作的深入， 焦煤作为配合煤会用于活性炭制造工业。 经过研究发现，在生产工艺基本条件相同条件下，煤基活性炭孔结构类型主要由 煤本身性质决定：褐煤生产的活性炭碘值不高，但孔容积较高，这说明褐煤生产 的活性炭中孔，大孔较多，这种活性炭的脱色能力较强，在某些液相应用领域， 实际应用效果较好；由不黏煤、弱黏煤为原料生产的活性炭中孔较发达，适宜生 产液相吸附净化用活性炭；以无烟煤为原料生产微孔发达的活性炭，适宜生产优 质的气相吸附用活性炭。
活性炭专业生产工艺流程
活性炭的应用及发展过程
活性炭是含碳的物质经过炭化和活化制成的多孔性 人造炭质吸附剂。它具有发达的孔隙结构和巨大的 比表面积，可用作吸附剂，催化剂和催化剂载体。
活性炭作为人造材料，是在1900年到1901年发明 的，其发明者是拉费尔·王·奥斯特莱科，他采用化 学活化法和物理活化法制造活性炭而获得专利。 1911年，门高德博士在维也纳附近的工厂首次将活 性炭工业化生产。当时的产品是粉状活性炭，这是 世界上第一家工业化生产工厂。